Uma cidade gera m = 500 kg/dia de resíduos de madeira com PCI = 16,0 MJ/kg. Opção A: usina local com…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma cidade gera m = 500 kg/dia de resíduos de madeira com PCI = 16,0 MJ/kg. Opção A: usina local com rendimento elétrico ?_el = 25% e aproveitamento térmico ?_th = 45%. Opção B: transportar a madeira 120 km, consumo de transporte E_transp = 0,50 MJ/kg, e queimar em usina distante com ?_el = 30% (sem aproveitamento térmico). Compare a energia elétrica diária entregue em A e B (kWh) e recomende, justificando fisicamente. Use 1 MJ = 0,27778 kWh.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Energia disponível diária: E_in = m·PCI = 500·16,0 = 8000 MJ. Opção A (local): E_el,A = ?_el·E_in = 0,25·8000 = 2000 MJ = 2000·0,27778 = 555,6 kWh. E_th,A = 0,45·8000 = 3600 MJ = 1000,0 kWh úteis. Opção B (remota): perda no transporte = m·E_transp = 500·0,50 = 250 MJ ? E_net = 8000 - 250 = 7750 MJ. E_el,B = 0,30·7750 = 2325 MJ = 2325·0,27778 = 646,0 kWh. Conclusão física: em termos apenas de energia elétrica entregue, B fornece mais (˜646,0 kWh vs 555,6 kWh). Porém A gera calor útil local (˜1000 kWh térmicos), que pode substituir combustíveis locais; se o aproveitamento térmico local for relevante, A pode ser preferível. Recomende conforme prioridade: se objetivo é maximizar eletricidade entregue, escolha B; se é valorizar uso local de calor e independência energética, escolha A.
Explicação
A análise compara a energia elétrica gerada em duas opções de aproveitamento de resíduos de madeira, considerando as perdas no transporte e os diferentes rendimentos das usinas. Embora a opção B forneça mais energia elétrica, a opção A oferece um significativo aproveitamento térmico, que pode ser valioso para substituir combustíveis locais e promover a eficiência energética. A escolha entre as opções deve levar em conta as prioridades da cidade, como maximizar a eletricidade ou valorizar o uso de calor local.
Raio-X da questão
rendimento energético
avaliacao
rendimento energético · conversão de energia
Revisar conceitos de rendimento energético e conversão de energia.
O aluno pode confundir os rendimentos elétrico e térmico, não considerando a eficiência total na comparação entre as opções.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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