Questão 92 do ENEM 2022 — Ciências da Natureza

Para resolvermos essa questão, precisamos calcular a diferença de consumo de energia elétrica entre as duas lâmpadas ao longo de um mês. A energia elétrica ($E$) consumida por um equipamento está diretamente relacionada à sua potência ($P$) e ao tempo de uso ($\Delta t$), sendo calculada pela fórmula:

$E = P \cdot \Delta t$

Como a questão pede a resposta em quilowatt-hora ($\text{kWh}$), é conveniente que a potência esteja em quilowatts ($\text{kW}$) e o tempo em horas ($\text{h}$).

Calculando o tempo total de uso

Sabemos que a lâmpada fica ligada por $8 \text{ horas}$ por dia durante um período de $30 \text{ dias}$. O tempo total de funcionamento ($\Delta t$) será:

$\Delta t = 8 \text{ h/dia} \times 30 \text{ dias} = 240 \text{ h}$

Calculando a redução de potência

A lâmpada incandescente tem uma potência de $60 \text{ W}$, enquanto a lâmpada de LED tem uma potência de $8 \text{ W}$. A economia de potência ($\Delta P$) obtida com a troca é a diferença entre elas:

$\Delta P = 60 \text{ W} - 8 \text{ W} = 52 \text{ W}$

Para transformar essa potência de watts ($\text{W}$) para quilowatts ($\text{kW}$), basta dividir por $1000$:

$\Delta P = \frac{52}{1000} \text{ kW} = 0,052 \text{ kW}$

Calculando a redução do consumo de energia

Agora, aplicamos a fórmula da energia utilizando a redução de potência e o tempo total de uso para encontrar diretamente a economia de energia ($\Delta E$):

$\Delta E = \Delta P \cdot \Delta t$

$\Delta E = 0,052 \text{ kW} \cdot 240 \text{ h}$

$\Delta E = 12,48 \text{ kWh}$

Portanto, a redução do consumo de energia elétrica durante os trinta dias foi de $12,48 \text{ kWh}$.