I. A corrente elétrica que flui através do corpo humano quando há diferença de potencial pode causar danos biológicos, como dor, contrações musculares e até parada cardíaca, dependendo da intensidade. II. Uma pessoa sujeita a uma tensão elétrica de 220V estaria na faixa de intensidade que pode causar fibrilação ventricular fatal. III. A quantidade de carga elétrica fornecida por uma bateria de celular de 0,80 Ah é de 2880 Coulombs.

1. Aula no
. 12
01. Quando se estabele uma diferença de potencial
entre dois pontos do corpo humano, flui através dele
uma corrente elétrica entre os pontos citados. A sen-
sação de choque e suas consequências são devidas
à corrente elétrica que circula através do corpo. Na
tabela abaixo, temos alguns danos biológicos cau-
sados pela corrente.
Corrente elétrica Dano biológico
I.
II.
III.
IV.
V.
Até 10 mA
De 10 mA até 20 mA
De 20 mA até 100 mA
De 100 mA até 3A
Acima de 3A
Dor e contração
muscular
Aumento das contra-
ções musculares
Parada respiratória
Fribrilação ventricu-
lar que pode ser fatal
Parada cardíaca,
queimaduras graves
Sabendo-se que:
Resistência elétrica =
ddp
intensidade de corrente
e
considerando que a resistência do corpo em situa-
ção normal é da ordem de 1500Ω, em qual das fai-
xas acima se enquadra uma pessoa sujeita a uma
tensão elétrica de 220V?
a) I
b) II
c) III
d) IV
e) V
02. As cargas e os tempos de duração das baterias, de
6V, para um certo tipo de telefone celular são dadas
na tabela abaixo:
CARGA (Ah) TEMPO (MIN)
0,30 40
0,38 50
0,55 70
0,80 110
1,10 150
Sabendo-se que: carga = intensidade de corrente x
tempo e que a unidade Coulomb é ampère vezes
segundo, determine a quantidade de cargas (em
coulombs) fornecida pela bateria de 0,80 Ah.
a) 2880 C
b) 3000 C
c) 4200 C
d) 5000 C
e) 6000 C
03. Considere os seguintes dados referentes à energia
elétrica consumida no Brasil, exclusivamente no que
concerne a banhos usando chuveiro elétrico.
Potência média do chuveiro 3,0 kW
Tempo médio para um banho 10 min
Número médio de pessoas por re-
sidência
4
Número médio de chuveiros 30 000 000
Custo do kWh R$ 0,20
Admitindo-se um banho por dia para cada pessoa e
a existência de um único chuveiro em cada residên-
cia, o custo total dos banhos em um mês (30d) é de
a) 5 milhões de reais.
b) 6 milhões de reais.
c) 12 milhões de reais.
d) 120 milhões de reais.
e) 360 milhões de reais.
Dado: Energia = Potência x intervalo de tempo
46 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. I

2. Texto para as questões 04 e 05
O gráfico a seguir ilustra a evolução do consumo de
eletricidade no Brasil, em GWh, em quatro setores de
consumo, no período de 1975 a 2005.
Balanço Energético Nacional. Brasília: MME, 2003 (com adap-
tações)
04. A racionalização do uso da eletricidade faz parte dos
programas oficiais do governo brasileiro desde
1980. No entanto, houve um período crítico, conhe-
cido como “apagão”, que exigiu mudanças de hábi-
tos da população brasileira e resultou na maior, mais
rápida e significativa economia de energia. De
acordo com o gráfico, conclui-se que o “apagão”
ocorreu no biênio:
a) 1998–1999
b) 1999–2000
c) 2000–2001
d) 2001–2002
e) 2002–2003
05. Observa-se que, de 1975 a 2005, houve aumento
quase linear do consumo de energia elétrica. Se
essa mesma tendência se mantiver até 2035, o setor
energético brasileiro deverá preparar-se para suprir
uma demanda total aproximada de:
a) 405 GWh
b) 445 GWh
c) 680 GWh
d) 750 GWh
e) 775 GWh
06. Na avaliação da eficiência de usinas quanto à produ-
ção e aos impactos ambientais, utilizam-se vários
critérios, tais como: razão entre produção efetiva
anual de energia elétrica e potência instalada ou
razão entre potência instalada e área inundada pelo
reservatório. No quadro seguinte, esses parâmetros
são aplicados às duas maiores hidrelétricas do
mundo: Itaipu, no Brasil, e três Gargantas, na China.
parâmetros Itaipu Três
Gargantas
potência instalada 12.600 MW 18.200 MW
produção efetiva de
energia elétrica
93 bilhões
de kWh/ano
84 bilhões
de kWh/ano
área inundada pelo
reservatório
1.400 km2 1.000 km2
Internet: <www.itaipu.gov.br>.
Com base nessas informações, avalie as afirmativas
que se seguem:
I. A energia elétrica gerada anualmente e a capaci-
dade nominal máxima de geração da hidrelétrica
de Itaipu são maiores que as da hidrelétrica de
Três Gargantas.
II. Itaipu é mais eficiente que Três Gargantas no uso
da potência instalada na produção de energia elé-
trica.
III. A razão entre potência instalada e área inundada
pelo reservatório é mais favorável na hidrelétrica
Três Gargantas do que em Itaipu.
É correto apenas o que se afirma em
a) I
b) II
c) III
d) I e III
e) II e III
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. I 47

3. 07. Podemos estimar o consumo de energia elétrica de
uma casa considerando as principais fontes desse
consumo. Pense na situação em que apenas os
aparelhos que constam da tabela abaixo fossem uti-
lizados diariamente da mesma forma.
Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efe-
tivo de uso diário de cada aparelho doméstico.
Aparelho
Potência
(KW)
Tempo de uso
diário (horas)
Ar condicionado 1,5 8
Chuveiro elétrico 3,3 1/3
Freezer 0,2 10
Geladeira 0,35 10
Lâmpada 0,10 6
Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de
1 KWh é de R$ 0,40, o consumo de energia elétrica
mensal dessa casa, é de aproximadamente:
Dado: Energia = potência x intervalo de tempo
a) R$ 135
b) R$ 165
c) R$ 190
d) R$ 210
e) R$ 230
As questões 8, 9 e 10 referem-se ao esquema abaixo:
Na figura abaixo está esquematizado um tipo de
usina utilizada na geração de eletricidade.
08. A eficiência de uma usina, do tipo da representada
na figura acima, é da ordem de 0,9, ou seja, 90% da
energia da água no início do processo se transforma
em energia elétrica. A usina, Ji-Paraná, do Estado
de Rondônia, tem potência instalada de 512 Milhões
de Watt, e a barragem tem altura de aproximada-
mente 120 m. A vazão do rio Ji-Paraná em litros de
água por segundo, deve ser da ordem de:
Dado:
εp = mgh, P =
εn
t
, µágua = 103
kg/m3
e g = 10 m/s2
a) 50
b) 500
c) 5.000
d) 50.000
e) 500.000
48 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. I

4. 09. No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem
várias transformações de energia. Considere duas
delas:
I. cinética em elétrica II. potencial gravitacional
em cinética
Analisando o esquema, é possível identificar que
elas se encontram, respectivamente, entre:
a) I – a água no nível h e a turbina,
II – o gerador e a torre de distribuição.
b) I – a água no nível h e a turbina,
II – a turbina e o gerador.
c) I – a turbina e o gerador,
II – a turbina e o gerador.
d) I – a turbina e o gerador,
II – a água no nível h e a turbina.
e) I – o gerador e a torre de distribuição,
II – a água no nível h e a turbina.
10. Analisando o esquema, é possível identificar que se
trata de uma usina:
a) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a tem-
peratura da turbina.
b) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia
cinética da água.
c) termoelétrica, porque no movimento das turbinas
ocorre aquecimento.
d) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento
da água.
e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das
moléculas de água.
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. I 49

5. Gabarito
01. d
R =
U
i
i
U
R
→ =
i =
220
1500
i = 0,15 A (aproximadamente)
i = 150 mA
02. a
q = i . t
(C) = A . s
q = 0,80 Ah
q = 0,80 . 3600
q = 2880 C
03. e
– Uma residência por mês
En = P x t
En = 3000 x
10
60
x 4 x 30 =
60.000 wh
1000
= 60 kWh
1 dia
– Para 30.000.000 de chuveiros, o custo será:
custo = 30.000.000 x 60 . 0,20 = 360.106
reais
106
04. c
O gráfico de consumo de energia é crescente até o
ano de 2000. Entre 2000 e 2001 há um decréscimo
de consumo de energia, determinado pela mudança
de hábitos da população. Assim, conclui-se que o
apagão ocorreu no biênio 2000-2001.
05. c
Acréscimo
Em 30 anos (1975-2005) → 305 GWh (375 – 70)
Até 2035 será mais 30 anos (+305 GWh)
Então, teremos 375 + 305 = 680 GWh
06. e
I. Falsa.
Energia gerada anualmente em Itaipu = 93
bilhões de kWh.
Energia gerada anualmente em Três Gargantas =
84 bilhões de kWh.
∴ Itaipu > Três Gargantas
Capacidade nominal de Itaipu = 12 600 MW.
Capacidade nominal de Três Gargantas =
18200 MW.
∴ Itaipu < Três Gargantas
II. Verdadeira.
Eficiência de Itaipu:
eI =
93 x 10
12600 x 10
9
6
= 7,38 kWh / kW
Eficiência em Três Gargantas:
eII =
84 x 10
18200 x 10
9
6
= 4,6 kWh/kW
eI > eII
IIII. Verdadeira.
Potência instalada por área inundada:
Itaipu: PI =
12600
1400
= 9 MW/km2
Três Gargantas PII =
18200
1000
= 18,2 MW/km2
PII > PI
Logo, II e III são verdadeiras.
07. e
En = P x t
En=(1,5x8+3,3x
1
3
+0,2x10+0,35x10+0,1x6)x30
1 DIA
En = 576 kWh
Cálculo do custo:
custo = 576 x 0,40 = 230,40
08. e
n =
P
P
512 x 10
P
U
T
6
T
→ =09, → PT = 569 x 106
W
∅
PT =
En
t
mgh
t
.V.g.h
t
= =
µ
569 . 106
= 103
. ∅ . 10 . 120
∅ ≈ 5.102
m3
/s → 5 . 102
. 103
l/s → 5.105
/s
09. d
10. b
50 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. I