Durante os primeiros estágios do projeto de uma moderna planta de geração de energia elétrica, você está encarregado da equipe de engenheiros ambientais. A nova planta deve ser localizada no oceano e usará água do oceano para refrigeração. A planta produzirá energia elétrica a uma taxa de 1,00   G W . Como ela terá eficiência de um terço (típico da maioria das plantas modernas), calor será liberado para a água de refrigeração a uma taxa de 2,00   G W . Se os códigos ambientais exigem que a água só pode retornar ao oceano com um aumento de temperatura de no máximo 15 ° F , estime o fluxo (em k g / s ) de pagua para a refrigeração da planta.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

A taxa de energia térmica para o oceano é dada por:

P = ∆ Q ∆ t

P = ∆ ∆ t m c ∆ T = ∆ m ∆ t c ∆ T

Como queremos o fluxo, temos:

∆ m ∆ t = P c ∆ T

Susbtituindo os valores, temos:

∆ m ∆ t = 2 × 10 9 J / s 4,184 k J k g ⋅ ° C 15 ° F × 5 ° C 9 ° F

∆ m ∆ t = 5,7 × 10 4 k g / s

Resposta

∆ m ∆ t = 5,7 × 10 4 k g / s

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