Um gerador elétrico acoplado a uma cachoeira produz uma potência elétrica média de
. A potência é usada para carregar uma bateria. A transferência de calor a partir da bateria ocorre a uma taxa de
.
a) Determine a quantidade de energia em kJ armazenada na bateria em
de operação.
b) Se a vazão da água é
e a conversão de energia cinética em elétrica tem uma eficiência de
, qual é a velocidade média (
) da água? Para onde vai o restante da energia?
a) Determine a quantidade de energia em kJ armazenada na bateria em
b) Se a vazão da água é
Passo 1
Beleza, vamos lá! Primeiro, precisamos entender o que o problema está pedindo. Temos um gerador que produz uma potência média de
e está carregando uma bateria. Além disso, a bateria está perdendo calor a uma taxa de
. A matéria aqui envolve potência, energia e eficiência. Para resolver a parte (a), vamos calcular a quantidade de energia armazenada na bateria em 10 horas de operação.
Passo 2
A potência (
) é a taxa de transferência de energia, ou seja, quanta energia está sendo usada ou armazenada por unidade de tempo. A relação entre energia (
) e potência é dada por:
onde
é o tempo.
Passo 3
No caso, a potência usada para carregar a bateria é
, mas a bateria está perdendo
de calor. Então, a potência efetivamente armazenada na bateria é a diferença entre essas duas potências:
Passo 4
Agora, vamos calcular a energia armazenada em 10 horas. Primeiro, convertemos o tempo de horas para segundos, porque a potência está em quilowatts (kW) e queremos a energia em quilojoules (kJ). Sabemos que:
Portanto, 10 horas são:
Passo 5
Usando a fórmula da energia:
Como
, então:
Resposta
A quantidade de energia armazenada na bateria em 10 horas de operação é de
.
Exercícios relacionados
Se a vazão da água é
e a conversão de energia cinética em elétrica tem uma eficiência de
, qual é a velocidade média (
) da água? Para onde vai o restante da energia?
Água líquida, a
e
, onde a sua energia interna é de
e um volume específico de
, determine:
a) Qual é a sua entalpia?
b) A água é levada ao estado vapor a e
, onde a sua energia interna é de
, e volume específico de
, qual
e
para esse processo?
a) Qual é a sua entalpia?
b) A água é levada ao estado vapor a
Classifique a ligação nos seguintes compostos como predominantemente covalente ou iônica:
.
Utilizando a tabela periódica, escreva a fórmula molecular para os compostos mais simples (poucos átomos por molécula) formados entre o cloro e cada um dos seguintes elementos: enxofre, iodo, silício, fósforo, boro.