Em 2001, os Estados Unidos produziram 51% de sua eletricidade (do total de 1,878   ⋅ 10 12   k W h ) a partir de usinas movidas a carvão. Considerando um valor de 34% para a eficiência térmica média, determine a quantidade de energia térmica rejeitada pelas usinas movidas a carvão nos Estados Unidos naquele ano.

Passo 1

Note que a energia elétrica gerada é resultado do trabalho de uma usina térmica. Vamos considerar que não há perdas, ou seja, o trabalho gerado pelas usinas térmicas é:

W l i q u = 1,878 ⋅ 10 12 k W h

Passo 2

Podemos utilizar a equação 6-6 para calcular o calor consumido para gerar a energia:

η t = W l i q Q H

Isolamos o calor fornecido:

Q H = W l i q η t

Aplicamos os valores:

Q H = 1,878 ⋅ 10 12 0,34

Chegamos no valor do calor fornecido pela fonte quente:

Q H = 5,524 ⋅ 10 12   k W h

Passo 3

Agora podemos usar a equação 6-2 para calcular a energia rejeitada pelo sistema:

W l i q = Q H - Q L

Isolando o calor rejeitado:

Q L = Q H - W l i q

Q L = 5,524 ⋅ 10 12   k W h - 1,878 ⋅ 10 12   k W h

O calor rejeito é:

Q L = 3,646 ⋅ 10 12   k W h

Resposta

Q L = 3,646 ⋅ 10 12   k W h

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