Supondo uma vazão total pelo sistema gerador de
, calcule a potência elétrica fornecida pela usina,
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que temos uma vazão total de
passando pelo sistema gerador. Nosso objetivo aqui é calcular a potência elétrica fornecida pela usina, que a gente vai chamar de
. Para isso, vamos usar conceitos de energia hidráulica e a fórmula que relaciona vazão, altura de queda e eficiência para determinar a potência.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar da fórmula básica que relaciona a potência hidráulica com a vazão de água:
Onde:
-
é a densidade da água (aproximadamente ), -
é a aceleração da gravidade ( ), -
é a vazão ( ), -
é a altura de queda da água, -
é a eficiência do sistema.
Passo 3
Agora, vamos isolar a potência elétrica que queremos encontrar,
. Supondo que a eficiência (
) e a altura de queda (
) sejam conhecidas ou fornecidas, podemos inserir esses valores na fórmula. No entanto, como o enunciado não forneceu
nem
, precisamos fazer suposições ou verificar se há mais informações disponíveis.
Passo 4
Para continuar, vamos assumir que a eficiência do sistema é, por exemplo,
(
) e que a altura de queda é
. Essas são apenas suposições para exemplificar o cálculo.
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 6
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, multiplicamos
.
Depois,
.
Em seguida,
.
Por fim,
.
Resposta
A potência elétrica fornecida pela usina é de aproximadamente
, ou
.
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do nível de água do reservatório.
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da água igual a
e considerando o zero da energia potencial gravitacional na base do reservatório, determine a energia mecânica (potencial gravitacional) armazenada em uma fina camada de água espessura
no topo do reservatório. Responda em joule e quilowatt-hora. Use
.