Normalmente as pessoas estão acostumadas a comprar lâmpadas considerando apenas a sua potência, em watts, pensando que quanto maior a potência, maior será a iluminação. Contudo, a potência diz apenas qual é o consumo de energia por unidade de tempo. Para ter uma ideia de qual lâmpada é capaz de iluminar melhor o ambiente, deve-se utilizar o conceito de fluxo luminoso, que é medido em lúmens (lm). Quanto mais lúmens, mais iluminado será o ambiente. Outro conceito importante é a eficiência de uma lâmpada, que é dada pela razão entre o fluxo luminoso e a sua potência, e permite avaliar o consumo de energia necessário para produzir determinada iluminação. A tabela a seguir compara características de diferentes lâmpadas residenciais. A vida útil é o tempo médio, em horas, que uma lâmpada funciona antes de "queimar". Com bases nestas informações, responda os seguintes itens: a) Se quisermos substituir 8 lâmpadas fluorescentes por lâmpadas de LED, mantendo a mesma iluminação, calcule a diferença no consumo de energia durante um período de 20.000 horas de funcionamento. Expresse o resultado em joules. b) Calcule a diferença no custo da energia consumida, em R$, ao se utilizar uma lâmpada fluorescente e uma lâmpada de LED após 20.000 horas de funcionamento. Considere que o custo de 1 kWh de energia elétrica é igual a R$ 0,40. Inclua também nesse cálculo o custo de substituição das lâmpadas, tendo como base a vida útil das lâmpadas.
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Soluções para a tarefa
a) A diferença será de 4*10⁹ J.
A tabela indica que os fluxos das lâmpadas são iguais, logo, 8 lampadas LED equivalem a 8 fluorescentes. Sabendo que 1W = 1J/s, vamos calcular o consumo de energia em t = 20000 horas = 20000*3600 = 72000000 s, para ambas as lâmpadas:
Eflu = 8*Pot*tempo = 8*15J/s*72000000s = 8.640.000.000 J = 8,64 GJ
Eled = 8*8J/s*72000000s = 4.608.000.000 J = 4,61 GJ
A diferença será de 8,64-4,61 = 4,03 GJ = 4*10⁹ J.
b) A diferença no custo será de R$76,00.
No gasto com a lâmpada temos que considerar a vida útil da lâmpada e quantas substituições serão feitas no período de 20000 horas. A gasto total será:
Gt = E + PreçoTot = pot*20000h*0,40 + (20000/vidautil - 1) *preço
Gflu = 0,015*20000*0,40 + (20000/10000 - 1)*10 = 140 reais
Gled = 0,008*20000*0,40 + 0*10 = 64 reais
A diferença no custo será 140-64 = 76 reais.
Espero ter ajudado!