Borges e Nicolau
Eletricidade, Usinas elétricas e Ondas eletromagnéticas (III)
Questão 17:
O consumo total de energia nas residências brasileiras envolve diversas fontes, como eletricidade, gás de cozinha, lenha, etc. O gráfico mostra a evolução do consumo de energia elétrica residencial, comparada com o consumo total de energia residencial, de 1970 a 1995.
Verifica-se que a participação percentual da energia elétrica no total de energia gasto nas residências brasileiras cresceu entre 1970 e 1995, passando, aproximadamente, de
a) 10% para 40%.
b) 10% para 60%.
c) 20% para 60%.
d) 25% para 35%.
e) 40% para 80%.
Resolução:
1970
Consumo de energia elétrica: aproximadamente 2,5.106 tep
Energia total: 25.106 tep
Participação porcentual: 2,5.106 tep/25.106 tep = 0,1 = 10%
1995
Consumo de energia elétrica: 20.106 tep
Energia total: 34.106 tep
Participação porcentual: 20.106 tep/34.106 tep ≅ 0,59 ≅ 60%
Resposta: b
Questão 18:
Os níveis de irradiância ultravioleta efetiva (IUV) indicam o risco de exposição ao Sol para pessoas de pele do tipo II, pele de pigmentação clara. O tempo de exposição segura (TES) corresponde ao tempo de exposição aos raios solares sem que ocorram queimaduras de pele. A tabela mostra a correlação entre riscos de exposição, IUV e TES.
Uma das maneiras de se proteger contra queimaduras provocadas pela radiação ultravioleta é o uso dos cremes protetores solares, cujo Fator de Proteção Solar (FPS) é calculado da seguinte maneira:
TPP = tempo de exposição mínima para produção de vermelhidão na pele protegida (em minutos).
TPD = tempo de exposição mínima para produção de vermelhidão na pele desprotegida (em minutos).
O FPS mínimo que uma pessoa de pele tipo II necessita para evitar queimaduras ao se expor ao Sol, considerando TPP o intervalo das 12:00 às 14:00 h, num dia em que a irradiância efetiva é maior que 8, de acordo com os dados fornecidos, é
a) 5. b) 6. c) 8. d) 10. e) 20.
Resolução:
Para IUV maior do que 8, temos que o TES é no máximo de 20 minutos. Nestas condições o TPD deve ser superior a 20 minutos.
Vamos considerar TPD = 20 minutos. Sendo TPP = 2 horas = 120 minutos, vem:
FPS = TPP/TPD = 120minutos/20minutos => FPS = 6
Resposta: b
Na comparação entre diferentes processos de geração de energia, devem ser considerados aspectos econômicos, sociais e ambientais. Um fator economicamente relevante nessa comparação é a eficiência do processo. Eis um exemplo: a utilização do gás natural como fonte de aquecimento pode ser feita pela simples queima num fogão (uso direto), ou pela produção de eletricidade em uma termoelétrica e uso de aquecimento elétrico (uso indireto). Os rendimentos correspondentes a cada etapa de dois desses processos estão indicados entre parênteses no esquema.
Na comparação das eficiências, em termos globais, entre esses dois processos (direto e indireto), verifica-se que
a) a menor eficiência de P2 deve-se, sobretudo, ao baixo rendimento da termoelétrica.
b) a menor eficiência de P2 deve-se, sobretudo, ao baixo rendimento na distribuição.
c) a maior eficiência de P2 deve-se ao alto rendimento do aquecedor elétrico.
d) a menor eficiência de P1 deve-se, sobretudo, ao baixo rendimento da fornalha.
e) a menor eficiência de P1 deve-se, sobretudo, ao alto rendimento de sua distribuição.
Resolução:
O rendimento total é o produto dos rendimentos das diversas etapas.
Uso direto
Rendimento total: 0,95 x 0,70 = 0,665 = 66,5%
Uso indireto
Rendimento total: 0,40 x 0,90 x 0,95 = 0,342 = 34,2%
Portanto, o processo indireto apresenta menor eficiência, consequência do baixo rendimento da termoelétrica.
Resposta: a
Questão 20:
Os números e cifras envolvidos, quando lidamos com dados sobre produção e consumo de energia em nosso país, são sempre muito grandes. Apenas no setor residencial, em um único dia, o consumo de energia elétrica é da ordem de 200 mil MWh. Para avaliar esse consumo, imagine uma situação em que o Brasil não dispusesse de hidrelétricas e tivesse de depender somente de termoelétricas, onde cada kg de carvão, ao ser queimado, permite obter uma quantidade de energia da ordem de 10 kWh.
Considerando que um caminhão transporta, em média, 10 toneladas de carvão, a quantidade de caminhões de carvão necessária para abastecer as termoelétricas, a cada dia, seria da ordem de
a) 20. b) 200. c) 1.000. d) 2.000. e) 10.000.
Resolução:
Se 1 kg de carvão permite obter 10 kWh de energia elétrica, então para produzir 200 mil MWh = 200.106 kWh seriam necessários 20.106 kg de carvão, ou seja, 20.103 toneladas de carvão.
Se cada caminhão transporta, em média, 10 toneladas de carvão, a quantidade de caminhões necessária para abastecer as termoelétricas, a cada dia, seria de 2000.
Resposta: d
Questão 21:
Segundo matéria publicada em um jornal brasileiro, Todo o lixo (orgânico) produzido pelo Brasil hoje - cerca de 20 milhões de toneladas por ano - seria capaz de aumentar em 15% a oferta de energia elétrica. Isso representa a metade da energia produzida pela hidrelétrica de Itaipu. O segredo está na celulignina, combustível sólido gerado a partir de um processo químico a que são submetidos os resíduos orgânicos.
O Estado de São Paulo, 01/01/2001.
Independentemente da viabilidade econômica desse processo, ainda em fase de pesquisa, na produção de energia pela técnica citada nessa matéria, a celulignina faria o mesmo papel
a) do gás natural em uma usina termoelétrica.
b) do vapor d.água em uma usina termoelétrica.
c) da queda d.água em uma usina hidrelétrica.
d) das pás das turbinas em uma usina eólica.
e) do reator nuclear em uma usina termonuclear.
Resolução:
A celulignina é combustível sólido e faria o mesmo papel do gás natural em uma usina termoelétrica. A celulignina e o gás natural produziriam energia através da combustão.
Resposta: a
Questão 22:
Entre as inúmeras recomendações dadas para a economia de energia elétrica em uma residência, destacamos as seguintes:
● Substitua lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas.
● Evite usar o chuveiro elétrico com a chave na posição -inverno- ou -quente-.
● Acumule uma quantidade de roupa para ser passada a ferro elétrico de uma só vez.
● Evite o uso de tomadas múltiplas para ligar vários aparelhos simultaneamente.
● Utilize, na instalação elétrica, fios de diâmetros recomendados às suas finalidades.
A característica comum a todas essas recomendações é a proposta de economizar energia através da tentativa de, no dia a dia, reduzir
a) a potência dos aparelhos e dispositivos elétricos.
b) o tempo de utilização dos aparelhos e dispositivos.
c) o consumo de energia elétrica convertida em energia térmica.
d) o consumo de energia térmica convertida em energia elétrica.
e) o consumo de energia elétrica através de correntes de fuga.
Resolução:
Todas as recomendações apresentadas tratam da transformação de energia elétrica em energia térmica (efeito Joule).
Resposta: c
Questão 23:
Em usinas hidrelétricas, a queda d’água move turbinas que acionam geradores. Em usinas eólicas, os geradores são acionados por hélices movidas pelo vento. Na conversão direta solar-elétrica são células fotovoltaicas que produzem tensão elétrica. Além de todos produzirem eletricidade, esses processos têm em comum o fato de
a) não provocarem impacto ambiental.
b) independerem de condições climáticas.
c) a energia gerada poder ser armazenada.
d) utilizarem fontes de energia renováveis.
e) dependerem das reservas de combustíveis fósseis.
Resolução:
Todos os processos têm em comum o fato de utilizarem fontes de energia renováveis, Estas fontes de energia não dependem da reserva de combustíveis fósseis.
Resposta: d
Questão 24:
O diagrama mostra a utilização das diferentes fontes de energia no cenário mundial.
Embora aproximadamente um terço de toda energia primária seja orientada à produção de eletricidade, apenas 10% do total são obtidos em forma de energia elétrica útil. A pouca eficiência do processo de produção de eletricidade deve-se, sobretudo, ao fato de as usinas:
a) nucleares utilizarem processos de aquecimento, nos quais as temperaturas atingem milhões de graus Celsius, favorecendo perdas por fissão nuclear.
b) termelétricas utilizarem processos de aquecimento a baixas temperaturas, apenas da ordem de centenas de graus Celsius, o que impede a queima total dos combustíveis fósseis.
c) hidrelétricas terem o aproveitamento energético baixo, uma vez que parte da água em queda não atinge as pás das turbinas que acionam os geradores elétricos.
d) nucleares e termelétricas utilizarem processos de transformação de calor em trabalho útil, no qual as perdas de calor são sempre bastante elevadas.
e) termelétricas e hidrelétricas serem capazes de utilizar diretamente o calor obtido do combustível para aquecer a água, sem perda para o meio.
Resolução:
O baixo rendimento de produção de energia elétrica deve-se, sobretudo, ao fato de as usinas nucleares e termelétricas utilizarem processos de transformação de calor em trabalho útil, no qual as perdas de calor são sempre bastante elevadas. Já nas usinas hidrelétricas ocorre a transformação de energia mecânica em energia elétrica.
Resposta: d
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