Um jato d’água que sai de um bocal a 60 m/s com um fluxo de 120 kg/s deve ser usado para gerar potência atingindo baldes localizados no perímetro de uma roda dágua. Determine o potencial para geração de potência desse jato d’água.

Passo 1

A única energia mecânica presente no jato d’água é a energia cinética, não temos a energia potencial pois o problema não nos diz que houve uma diferença na altura. Para determinarmos o potencial para geraçãa de potência desse jato, calcularemos inicialmente a energia cinética por unidade de massa pela seguinte expressão

E C = v 2 2 = 60   m / s 2 2 = 1800 m 2 s 2 = 1800 J k g = 1,8 k J k g

Passo 2

Foi nos informado que o fluxo mássico de água que esse jato d’água tem é de 120 kg/s.

Vamos considerar que toda essa energia por unidade de massa foi transformada em trabalho, logo, teremos uma taxa de trabalho sendo utilizado para movimentar a roda d’água, assim, temos:

W ˙ m á x i m o = E ˙ m e c â n i c a = m ˙ E C

m ˙ E C = 120 k g s × 1,8 k J k g = 216 k J s = 216   k W

Resposta

Temos que 216 kW de energia podem ser gerados por esse jato d’água.

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