Enunciado

Água passa por cima de uma represa de altura h com taxa de fluxo de massa de R, em unidades de quilogramas por segundo. (a) Mostre que a potência obtida da água é

P = R g h

onde g é a aceleração da gravidade. (b) Cada unidade hidrelétrica na Represa Grand Coulee recebe água a uma taxa de 8,50 × 10 5 kg/s de uma altura de 87,0 m. A potência desenvolvida pela água que cai é convertida em eletricidade com eficiência de 85,0%. Quanta eletricidade cada unidade hidrelétrica produz?

Passo 1

Fala aí! Tá lembrado da definição de potência? Ela é calculada pela variação de energia dividida por um intervalo de tempo.

P = Δ E Δ t

A variação de energia aqui é basicamente a variação de energia potencial, então, podemos reescrever isso, assim:

P = Δ m g h Δ t

Repare que, se separarmos esses termos da seguinte forma:

P = Δ m Δ t g h

Fica evidente que temos uma taxa de fluxo de massa, a qual o enunciado nos informou valer R. Portanto:

P = R g h

Passo 2

Para calcular a quantidade de eletricidade produzida, é só substituir os valores que o enunciado propõe:

P e l é t r i c a = 8,5 × 10 5 × 9,8 × 87 = 724.710.000

Como a eficiência de conversão é de 85%:

0,85 × 724.710.000 = 616.003.500   W = 616   M W

Resposta

(b) 616 MW

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