Carros elétricos estão cada vez mais baratos, no entanto, os órgãos governamentais e a indústria se preocupam com o tempo de recarga das baterias, que é muito mais lento quando comparado ao tempo gasto para encher o tanque de combustível. Portanto, os usuários de transporte individual precisam se conscientizar dos ganhos ambientais dessa mudança e planejar com antecedência seus percursos, pensando em pausas necessárias para recargas.
Após realizar um percurso de 110km, um motorista pretende recarregar as baterias de seu carro elétrico, que tem um desempenho médio de 5,0 km/kWh, usando um carregador ideal que opera a uma tensão de 220 V e é percorrido por uma corrente de 20 A
Quantas horas são necessárias para recarregar a energia utilizadas nesse percurso?
A) 0,05
B) 0,125.
C) 2,5
D) 5,0
E) 8,0
Resolução em Texto
- Matérias Necessárias para a Solução:
- Física (energia, potência elétrica e carga elétrica).
- Matemática (relação de unidades e proporções).
- Nível da Questão: Médio.
- Gabarito: D.
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Comando da questão: Calcular o tempo necessário para recarregar as baterias do carro elétrico, considerando o percurso realizado e o consumo médio do veículo.
Palavras-chave:
- “Carro elétrico”;
- “Desempenho médio de 5,0 km/kWh”;
- “Carregador ideal, tensão de 220 V e corrente de 20 A”;
- “Quantas horas são necessárias”.
Objetivo: Determinar o tempo de recarga necessário com base na energia utilizada durante o percurso.
Dica Geral: ⚠️ Para questões envolvendo energia elétrica, lembre-se de usar as relações 
, além de verificar a conversão correta das unidades.
2º Passo: Tradução e Interpretação do Texto
Conclusão parcial: O tempo necessário para recarregar a bateria do carro elétrico é de 5,0 horas.
3º Passo: Explicação de Conceitos Necessários
- Energia consumida (ΔE): É a quantidade de energia utilizada pelo carro para percorrer uma distância, que pode ser calculada a partir da autonomia do veículo.
- Potência elétrica (P): Representa a taxa de transferência de energia elétrica por unidade de tempo, dada pela multiplicação da corrente (i) pela tensão (V).
- Tempo de recarga (t): Determinado pela razão entre a energia necessária e a potência do carregador.
4º Passo: Análise das Alternativas
A) 0,05 horas
- Seria um tempo extremamente curto e incompatível com a energia necessária para recarregar 22 kWh.
- Conclusão: Alternativa incorreta.
B) 0,125 horas
- Igualmente inadequado, pois não corresponde ao tempo necessário para recarregar a energia consumida.
- Conclusão: Alternativa incorreta.
C) 2,5 horas
- Subestima o tempo necessário para recarregar 22 kWh com uma potência de 4,4 kW.
- Conclusão: Alternativa incorreta.
D) 5,0 horas
- Corresponde ao tempo calculado com base nos dados fornecidos e nas relações de energia e potência.
- Conclusão: Alternativa correta.
E) 8,0 horas
- Exagera o tempo de recarga necessário, extrapolando os cálculos corretos.
- Conclusão: Alternativa incorreta.
Dica Geral: ⚠️ Em questões de física envolvendo energia elétrica, preste atenção na unidade de potência (kW) e na conversão de horas para segundos, se necessário.
5º Passo: Conclusão e Justificativa Final
Conclusão: A Alternativa D está correta, pois o tempo necessário para recarregar 22 kWh de energia utilizando um carregador de 4,4 kW é de 5,0 horas.
Resumo Final: O cálculo do tempo de recarga baseia-se na divisão da energia consumida pelo carro elétrico pela potência do carregador. Considerando a autonomia e os dados fornecidos, o tempo necessário é de 5,0 horas, confirmando a alternativa D como correta.
