Questão 61 do ENEM 2012 — Ciências da Natureza

Para resolvermos essa questão, precisamos primeiro entender como o enunciado define a eficiência de uma lâmpada. Segundo o texto, a eficiência ($\eta$) é a razão entre a quantidade de luz produzida (fluxo luminoso, medido em lúmens - $\text{lm}$) e o consumo de energia (potência elétrica, medida em watts - $\text{W}$). Podemos escrever isso matematicamente como:

$\eta = \frac{\text{Fluxo Luminoso}}{\text{Potência}}$

Vamos calcular a eficiência para os dois tipos de lâmpadas fornecidos no exemplo do enunciado.

Para a lâmpada incandescente de $40\text{ W}$, que emite $600\text{ lm}$: $\eta_{\text{incandescente}} = \frac{600\text{ lm}}{40\text{ W}} = 15\text{ lm/W}$

Para a lâmpada fluorescente de $40\text{ W}$, que emite $3000\text{ lm}$: $\eta_{\text{fluorescente}} = \frac{3000\text{ lm}}{40\text{ W}} = 75\text{ lm/W}$

Como o enunciado afirma que essa razão é considerada linear, a eficiência de qualquer lâmpada fluorescente será de $75\text{ lm/W}$, independentemente da sua potência.

Agora, vamos analisar o que a questão pede: comparar a eficiência da lâmpada incandescente de $40\text{ W}$ (que é $15\text{ lm/W}$) com as opções dadas.

Sabemos de cara que a eficiência da lâmpada incandescente ($15\text{ lm/W}$) é menor que a da lâmpada fluorescente ($75\text{ lm/W}$). Isso já elimina as alternativas A, B e E.

Restam as alternativas C e D. Vamos analisar a alternativa C, que compara a lâmpada incandescente com uma lâmpada fluorescente de $8\text{ W}$. Se a eficiência da lâmpada fluorescente é de $75\text{ lm/W}$, qual seria a quantidade de luz produzida por uma lâmpada fluorescente de $8\text{ W}$? $\text{Fluxo Luminoso} = \text{Potência} \times \eta_{\text{fluorescente}}$ $\text{Fluxo Luminoso} = 8\text{ W} \times 75\text{ lm/W} = 600\text{ lm}$

Note que $600\text{ lm}$ é exatamente a mesma quantidade de luz produzida pela lâmpada incandescente de $40\text{ W}$.

Portanto, a eficiência da lâmpada incandescente de $40\text{ W}$ é menor que a de uma lâmpada fluorescente de $8\text{ W}$, e ambas produzem a mesma quantidade de luz ($600\text{ lm}$). Isso torna a alternativa C a correta.

A alternativa D está incorreta porque afirma que a lâmpada incandescente de $40\text{ W}$ consome maior quantidade de energia que a fluorescente de $40\text{ W}$, o que é falso, pois ambas possuem a mesma potência ($40\text{ W}$) e, portanto, o mesmo consumo de energia.