Uma usina de vapor de 600 MW que é arrefecido por um rio vizinho, tem uma eficiência térmica de 40 %. Determinar a taxa de transferência de calor para a água do rio.
a) 900 MW
b) 600 MW
c) 1500 MW
d) 1800 MW
e) 2400 MW
a) 900 MW
b) 600 MW
c) 1500 MW
d) 1800 MW
e) 2400 MW
Passo 1
Beleza, vamos resolver juntos esse exercício! A gente tem uma usina de vapor que gera 600 MW de potência e que tem uma eficiência térmica de 40%. A gente precisa descobrir qual é a taxa de transferência de calor para a água do rio que está arrefecendo a usina. Para isso, vamos usar conceitos de eficiência térmica e balanço de energia na termodinâmica.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é eficiência térmica. A eficiência térmica (
) de uma usina indica quão bem ela converte a energia térmica fornecida em energia elétrica. A fórmula da eficiência térmica é:
Onde:
-
é a eficiência térmica (em decimal, então 40% = 0,40). -
é a potência elétrica produzida (600 MW). -
é a taxa de transferência de calor fornecida à usina.
Passo 3
Queremos encontrar
, que é a quantidade de calor que entra na usina para gerar os 600 MW de potência. Vamos rearranjar a fórmula da eficiência térmica para isolar
:
Substituindo os valores que temos:
Então, a usina recebe 1500 MW de calor.
Passo 4
Agora, precisamos determinar a taxa de transferência de calor para a água do rio, que é o calor que não foi convertido em energia elétrica e precisa ser descartado. Esse calor rejeitado (
) pode ser encontrado subtraindo a potência elétrica gerada da taxa de calor fornecida:
Resposta
A taxa de transferência de calor para a água do rio é 900 MW. A alternativa correta é a opção a) 900 MW.