Uma usina aproveita uma vazão de 20 kg/s de água com queda útil de 10 m. Considere g = 10 m/s², rendimento da…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma usina aproveita uma vazão de 20 kg/s de água com queda útil de 10 m. Considere g = 10 m/s², rendimento da turbina 70% e perdas de transmissão 5%. a) Calcule a potência elétrica entregue à rede. b) Analise as transformações de energia e a conservação de massa no processo. c) Proponha duas medidas para mitigar impactos ambientais locais.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
a) Potência potencial P_p = m?·g·h = 20 kg/s · 10 m/s² · 10 m = 2000 W. Potência elétrica P_el = P_p · 0,70 · (1-0,05) = 2000 · 0,70 · 0,95 = 1330 W. b) Massa: vazão de água (20 kg/s) é conservada no escoamento, salvo retenções/evaporação; energia: potencial ? cinética ? mecânica (turbina) ? elétrica, com perdas dissipadas como calor e ruído. c) Medidas: manter vazão ecológica e passagens para fauna aquática; manejo de sedimentos e recuperação de áreas ribeirinhas (reflorestamento, monitoramento da qualidade da água).
Explicação
Os cálculos realizados utilizam as fórmulas adequadas para determinar a potência elétrica, considerando o rendimento da turbina e as perdas de transmissão. A análise das transformações de energia e conservação de massa demonstra a relação entre as diferentes formas de energia envolvidas no processo. As medidas propostas para mitigar impactos ambientais são relevantes para a sustentabilidade da usina e preservação do ecossistema local.
Raio-X da questão
potência elétrica e conservação de energia
avaliacao
potência elétrica · conservação de energia
Revisar os conceitos de potência elétrica e transformações de energia em sistemas hidráulicos.
O aluno pode confundir a potência elétrica com a potência hidráulica, não considerando o rendimento da turbina e as perdas de transmissão.
educacao_ambiental
pensamento_critico
cientifico
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