Questão 125 do Enem 2021 PPL: quantas casas os painéis solares poderiam abastecer

Enem 2021 PPL · 2º dia · caderno azul · Física · Eletricidade

Nos outros cadernos: amarelo 120 · cinza 99 · rosa 91

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C 28

O Brasil possui um nível de irradiação solar tão alto que mesmo no local menos ensolarado do país é possível gerar mais eletricidade solar que no local mais ensolarado da Alemanha, que investe muito no desenvolvimento e implantação de plantas fotovoltaicas.

No ano de 2013, a quantidade de energia elétrica gerada em toda a Alemanha a partir de células solares, cuja eficiência média é de 15%, somou 30 000 GWh em uma área estimada de 170 km². Por sua vez, no chamado cinturão solar brasileiro, a irradiação chega a atingir 2 200 kWh/m² anuais. Uma alternativa de geração de energia elétrica nessa região é a instalação de células solares como as da Alemanha, que podem abastecer milhões de residências. No Brasil, nos últimos anos, o consumo médio residencial foi da ordem de 2 000 kWh anuais.

PIERRO, B. Para aproveitar o sol. Pesquisa Fapesp, n. 258, ago. 2017 (adaptado).

O número de residências, em milhões, que poderiam ser abastecidas caso fossem instalados, no cinturão solar brasileiro, painéis solares com área e eficiência equivalentes aos utilizados na Alemanha é mais próximo de:

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Resolução comentada

O que a questão pede

Quantas casas a energia de painéis iguais aos alemães, instalados no cinturão solar brasileiro, abasteceria.

A energia que chega aos painéis

Área: 170 km² = 170 × 10⁶ m². Com 2 200 kWh por m² por ano:

E_{\text{solar}} = 2\,200 \times 170 \times 10^6 = 3{,}74 \times 10^{11}\ \text{kWh}

A energia elétrica gerada

Com eficiência de 15%:

E = 0{,}15 \times 3{,}74 \times 10^{11} = 5{,}61 \times 10^{10}\ \text{kWh}

Número de residências

N = \frac{5{,}61 \times 10^{10}\ \text{kWh}}{2\,000\ \text{kWh}} \approx 2{,}8 \times 10^7 = 28\ \text{milhões}

Alternativa C.

C Gabarito: alternativa C

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Não sai da energia gerada no cinturão solar dividida pelo consumo de cada casa. (19,5% marcaram)
B
É o número de casas que a energia da Alemanha abasteceria (30 000 GWh ÷ 2 000 kWh). A questão pede a energia gerada no Brasil, com a irradiação daqui. (18,2% marcaram)
D
Foi a mais marcada. 5,61 × 10¹⁰ kWh são 56,1 bilhões de kWh: é a energia gerada. Falta dividir pelos 2 000 kWh de cada casa. (27% marcaram)
E
Esquece a eficiência de 15%: usa toda a energia do Sol que chega aos painéis, e não só a parte convertida em eletricidade. (12,8% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 66.705 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 711 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 3ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram22%dos candidatos marcaram a C

Habilidade 23 · Competência 6Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.

Como os candidatos responderam

A19,5%
B18,2%
C22% ✓ gabarito
D27% mais marcada
E12,8%

Em branco: 0,3% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50021,8%
500 a 60021,8%
600 a 70026,4%
700 ou mais53,8%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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