Uma planta nuclear gera 1,00 GW de potência. Nesta planta, sódio líquido circula entre o núcleo do reator e um trocador de calor imerso no vapor superaquecido que alimenta a turbina. O sódio líquido retira calor do núcleo e libera calor para o vapor superaquecido. A temperatura do vapor superaquecido é de 500 K. Calor é rejeitado para um rio, cuja água corre a 25ºC.

1. Qual é o máximo rendimento que esta planta pode ter?
2. Quanto calor é rejeitado para o rio, a cada segundo?
3. Quanto calor deve ser liberado pelo núcleo, para fornecer 1,00 GW de potência elétrica?
4. Suponha que novas leis ambientais foram aprovadas para preservar espécies animais raras do rio. Como consequência, a planta está proibida de aquecer o rio em mais de 0,50ºC. Qual é o fluxo mínimo que a água do rio deverá ter?

Na letra b, queremos saber o calor liberado para o rio por segundo. O que isso quer dizer? Calor por tempo?

Potência, não é? Então na verdade o que queremos é a potência liberada:

Não temos nenhuma destas informações, então vamos fazer uso da informação que temos. A eficiência:

Sabemos que:

Vamos agora colocar na eficiência:

Temos a potência gerada, certo? Então basta substituir:

Não descobrimos a letra b, mas descobrimos a letra c, não foi? A potência absorvida é a potência liberada pelo núcleo

Achamos a letra c, mas nada da potência liberada. Mas uma coisa nós sabemos:

Substituindo:

Na letra d, nós devemos relacionar o fluxo do rio, ou seja, volume por tempo com a variação da temperatura.

Como a planta está aquecendo a água, sem mudá-la de fase, nós teremos calor sensível. E vamos com calma, se queremos o fluxo é importante relacioná-lo ao tempo:

Não temos a massa, mas sabemos que:

Substituindo:

Como a densidade é constante:

Isolando o fluxo volumétrico:

Sabemos que:

Sendo assim:

Em litros: