Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 57
Ao considerar o fornecimento de energia para um automóvel, a energia por unidade de massa da fonte de energia é um parâmetro importante. Como o texto do capítulo mostra, o “calor da combustão” ou energia armazenada por massa é bastante semelhante para gasolina, etanol, óleo diesel, óleo de cozinha, metano e propano. Para uma perspectiva mais ampla, compare a energia por massa em joules por quilograma para a gasolina, as baterias de chumbo-ácido, hidrogênio e feno. Classifique os quatro, por ordem crescente de densidade de energia e indique o fator de aumento entre cada um e o próximo. Hidrogênio tem um “calor de combustão” . Para madeira, feno e matéria vegetal seca em geral, esse parâmetro é de . Uma bateria de chumbo-ácido de totalmente carregada pode fornecer de potência por .
Passo 1
Na resolução desse exercício precisamos lembrar da fórmula da energia elétrica dada por:
Sendo assim, a energia por unidade de massa é:
Tudo certo? Então, vamos lá!
Passo 2
O enunciado nos diz o “calor de combustão” do hidrogênio e do feno, e a teoria do livro nos fornece o da gasolina, então tudo o que nos falta para começar a fazer a comparação é fazer o das baterias de chumbo-ácido e felizmente o enunciado nos dar todas as informações para obtê-lo, isto é:
Agora vamos comparar esses valores.
Passo 3
Do maior para o menor temos que:
1º - Hidrogênio com .
2º - Gasolina com
3º - Feno com
4º - Chumbo-ácido com .
Vamos analisar o fator de aumento que chamaremos de .
Chumbo-ácido e feno:
O “calor de combustão” do feno é aproximadamente vezes maior que do chumbo-ácido.
Feno e gasolina:
O “calor de combustão” da gasolina é aproximadamente vezes maior que do feno.
Gasolina e hidrogênio:
O “calor de combustão” do hidrogênio é aproximadamente vezes maior que da gasolina.
Resposta
1º - Hidrogênio com .
2º - Gasolina com
3º - Feno com
4º - Chumbo-ácido com .
Fator de aumento mostrado acima!