Borges e Nicolau
Eletricidade, Usinas elétricas e Ondas eletromagnéticas (I)
Questão 1:
Na figura abaixo está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade.
Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina:
a) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina.
b) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água.
c) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento.
d) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água.
e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas
de água.
Resolução:
Trata-se de uma usina hidrelétrica que transforma energia potencial gravitacional da água represada em energia cinética que movimenta a turbina, gerando energia elétrica.
Resposta: b
Questão 2:
A eficiência de uma usina, do tipo da representada na figura da questão anterior, é da ordem de 0,9, ou seja, 90% da energia da água no início do processo se transforma em energia elétrica. A usina Ji-Paraná, do Estado de Rondônia, tem potência instalada de 512 milhões de watts, e a barragem tem altura de aproximadamente 120 m. São dados o módulo da aceleração da gravidade g = 10 m/s2 e a densidade da água d = 103 kg/m3. A vazão do Rio Ji-Paraná, em litros de água por segundo, deve ser da ordem de:
a) 50 b) 500 c) 5.000 d) 50.000 e) 500.000
Resolução:
A potência total que podemos retirar de uma queda d’água é dada por:
Pot = mgh/Δt => Pot = dVgh/Δt => Pot = dZgh onde Z = V/Δt é a vazão da água
A potência útil instalada é
Potu = 0,9.Pot => Potu = 0,9.dZgh
Sendo Potu = 512.106 W, vem:
512.106 = 0,9. 1,0.103.Z.10.120 => Z ≅ 474 m3/s =>
4,74.105 L/s ≅ 5.105 L/s = 500 000 L/s
Resposta: e
Questão 3:
No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas:
I. cinética em elétrica
II. potencial gravitacional em cinética
Analisando o esquema, é possível identificar que elas se encontram, respectivamente, entre:
a) I– a água no nível h e a turbina, II– o gerador e a torre de distribuição.
b) I– a água no nível h e a turbina, II– a turbina e o gerador.
c) I– a turbina e o gerador, II– a turbina e o gerador.
d) I– a turbina e o gerador, II– a água no nível h e a turbina.
e) I– o gerador e a torre de distribuição, II– a água no nível h e a turbina.
Resolução:
Na usina hidrelétrica há a transformação da energia potencial gravitacional da água em energia cinética, antes de atingir as turbinas. Quando a água incide nas turbinas estas entram em rotação e pelo fenômeno da indução eletromagnética ocorre a geração de energia elétrica. Assim, temos as transformações de energia:
I. cinética em elétrica => entre a turbina e o gerador
II. potencial gravitacional em cinética => entre a água no nível h e a turbina.
Resposta: d
Questão 4:
A construção de grandes projetos hidroelétricos também deve ser analisada do ponto de vista do regime das águas e de seu ciclo na região. Em relação ao ciclo da água, pode-se argumentar que a construção de grandes represas:
a) não causa impactos na região, uma vez que a quantidade total de água da Terra permanece constante.
b) não causa impactos na região, uma vez que a água que alimenta a represa prossegue depois rio abaixo com a mesma vazão e velocidade.
c) aumenta a velocidade dos rios, acelerando o ciclo da água na região.
d) aumenta a evaporação na região da represa, acompanhada também por um aumento local da umidade relativa do ar.
e) diminui a quantidade de água disponível para a realização do ciclo da água.
Resolução:
A implantação da represa aumenta a evaporação da água na região e consequentemente há um aumento local da umidade relativa do ar.
Resposta: d
Questões 5, 6 e 7
Questão 5:
O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade. A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis.
De acordo com o diagrama, a humanidade aproveita, na forma de energia elétrica, uma fração da energia recebida como radiação solar, correspondente a:
a) 4 x 10-9
b) 2,5 x 10-6
c) 4 x 10-4
d) 2,5 x 10-3
e) 4 x 10-2
Resolução:
A potência com que a energia solar atinge a Terra é de 200 bilhões de MW, isto é: 200.109 MW. Deste total, 500.000 MW são convertidos em potência elétrica. Assim, a humanidade aproveita, na forma de energia elétrica, uma fração da energia recebida como radiação solar, correspondente a:
500.000 MW/200.109 MW = 2,5 x 10-6
Nota: O texto se refere à energia e os valores fornecidos no esquema são de potência. W(watt) e MW (megawatt) são, por exemplo, unidades de potência;
J (joule = watt/segundo), kWh (quilowatt- hora) são, por exemplo, unidades de energia.
Resposta: b
Questão 6:
De acordo com este diagrama, uma das modalidades de produção de energia elétrica envolve combustíveis fósseis. A modalidade de produção, o combustível e a escala de tempo típica associada à formação desse combustível são, respectivamente,
a) hidroelétricas - chuvas - um dia
b) hidroelétricas - aquecimento do solo - um mês
c) termoelétricas - petróleo - 200 anos
d) termoelétricas - aquecimento do solo - 1 milhão de anos
e) termoelétricas - petróleo - 500 milhões de anos
Resolução:
As modalidades de produção de energia elétrica que envolvem combustíveis fósseis, como petróleo, carvão e gás, são as usinas termoelétricas. O petróleo é um recurso não renovável, pois leva milhões de anos para se formar.
Resposta: e
Questão 7:
No diagrama estão representadas as duas modalidades mais comuns de usinas elétricas, as hidroelétricas e as termoelétricas. No Brasil, a construção de usinas hidroelétricas deve ser incentivada porque essas
I. utilizam fontes renováveis, o que não ocorre com as termoelétricas que utilizam fontes que necessitam de bilhões de anos para serem reabastecidas.
II. apresentam impacto ambiental nulo, pelo represamento das águas no curso normal dos rios.
III. aumentam o índice pluviométrico da região de seca do Nordeste, pelo represamento de águas.
Das três afirmações acima, somente
a) I está correta.
b) II está correta.
c) III está correta.
d) I e II estão corretas.
e) II e III estão corretas.
Resolução:
I. Correta.
As usinas hidroelétricas utilizam fontes renováveis e as usinas termoelétricas utilizam fontes que necessitam de milhões de anos para serem reabastecidas.
II. Incorreta.
As usinas hidroelétricas causam impactos ambientais, como por exemplo, a alteração da vazão normal dos rios, a acidificação das águas, a inundação da cobertura vegetal da região onde ficará situada a represa, etc.
III. Incorreta.
Não ocorre necessariamente o aumento do índice pluviométrico da região de seca do Nordeste, pelo represamento de águas. A evaporação da água não produz um volume necessário para provocar chuvas.
Resposta: a
Questão 8:
Muitas usinas hidroelétricas estão situadas em barragens. As características de algumas das grandes represas e usinas brasileiras estão apresentadas no quadro abaixo:
A razão entre a área da região alagada por uma represa e a potência produzida pela usina nela instalada é uma das formas de estimar a relação entre o dano e o benefício trazidos por um projeto hidroelétrico. A partir dos dados apresentados no quadro, o projeto que mais onerou o ambiente em termos de área alagada por potência foi:
a) Tucuruí.
b) Furnas.
c) Itaipu.
d) Ilha Solteira.
e) Sobradinho.
Resolução:
O quadro nos mostra que a Usina de Sobradinho ocupou a maior extensão de área alagada e com a menor potência produzida. Portanto, o projeto que mais onerou o ambiente em termos de área alagada por potência foi Sobradinho.
Resposta: e
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