Uma usina elétrica, com eficiência de Carnot, produz 1,00 GW de potência elétrica nas turbinas que recebem vapor a 500 K e fornecem água a 300 K em um rio fluente. A corrente de água abaixo da usina é 6,00 K mais quente devido à produção da usina elétrica. Determine a taxa de fluxo do rio.

Passo 1

Fala galera, beleza? Bora resolver o nosso exercício? Vamos lá.

Para calcularmos o coeficiente de performance, vamos usar:

C O P = T h T h - T c

No enunciado, ele nos diz que

T h = 5 00 K

T c = 30 0 K

Então:

C O P = 500 500 - 300 = 2,5

Beleza, agora vamos calcular o Q h

Q h = C O P × W

Q h = 2,5 × 1,0 × 10 9 W

Q h = 2,5   G W

Passo 2

Beleza, agora vamos calcular o fluxo. Para isso, vamos começar calculando a diferença de energia dada pro rio por segundo

Q h - Q c = 2,5 - 1,0 = 1,5   G J

Beleza, com esse valor, a gente consegue finalmente calcular o fluxo:

1500 × 10 6 J = x × 4186 × 6

x = 5,97 × 10 4   k g / s

Resposta

x = 5,97 × 10 4   k g / s

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