Em uma barragem de usina hidrelétrica, água cai de uma altura de
, com uma vazão de
(Dado: massa específica, ou densidade, da água:
) para acionar uma turbina geradora de energia elétrica.
Considerando-se que durante a queda há dissipação de
da energia, determinar:
A) a energia cinética que a água torna disponível para a turbina em cada intervalo de tempo de
.
B) A potência disponível para a turbina.
C) A velocidade da água ao atingir a turbina.
Considerando-se que durante a queda há dissipação de
A) a energia cinética que a água torna disponível para a turbina em cada intervalo de tempo de
B) A potência disponível para a turbina.
C) A velocidade da água ao atingir a turbina.
Passo 1
O enunciado diz que água de densidade
cai de uma altura
com vazão
, e que
da energia é dissipada. Precisamos calcular a energia cinética disponível por segundo (e em
), a potência correspondente e a velocidade de chegada. Usaremos:
– vazão mássica ,
– energia potencial por segundo ,
– eficiência ,
– conversão em energia cinética ,
– e .
– vazão mássica
– energia potencial por segundo
– eficiência
– conversão em energia cinética
– e
Passo 2
Calcular a vazão mássica:
Passo 3
Calcular a energia potencial por segundo e a parte aproveitável:
Passo 4
(A) Energia cinética em
:
Passo 5
(B) A potência disponível para a turbina é
Passo 6
(C) Velocidade ao atingir a turbina. Primeiro energia cinética por kg de água:
Como
,
Resposta
A)
B)
C)
B)
C)