Enunciado
Física - Okuno - Física para Ciências Biológicas e Biomédicas- Ed: 1º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 5
12.5. a. Uma usina termoelétrica queimando carvão possui uma eficiência de 32%. para produzir 1 000 MW de potência elétrica. Sabendo-se que 1 ton de carvão produz 3,1 X 1010J de energia térmica, determine:
/'. a taxa de combustível gasto na produção dessa usina;
//. a quantidade de energia térmica produzida por esse montante de carvão.
b. Qual deve ser o desnível de uma represa para produzir a mesma potência acima por uma usina hidroelétrica funcionando com uma eficiência de 85%, se a vazão da água for 392 ton/s? E qual será a velocidade da água ao entrar nas turbinas geradoras, se a perda de energia por atrito durante a queda for 5%?
Passo 1
Vamos começar.
O que queremos saber no item (i) é .
Beleza, agora o desafio é achar os valores de e . A variação da massa é dada no enunciado: .
Podemos usar a equação da potência para encontrar :
Então:
Substituindo os valores:
Logo:
Passo 2
O item ii vem de presente, tá escrito no enunciado, a energia é
Passo 3
Agora vamos para o item (b). Uma usina hidrelétrica usa energia potencial, então:
A gente sabe que . Tudo que precisamos fazer agora é isolar a altura:
Substituindo os valores:
Passo 4
Para calcular a velocidade podemos usar conservação de energia:
Então
Substituindo os valores: