1. Uma grande central de potência que utiliza carvão como combustível tem eficiência térmica de 45 % e produz a potência elétrica de 1500 MW . O carvão libera 25000 kJ / kg quando queima. Qual é o consumo horário de carvão?

Passo 1

O enunciado diz que uma usina a carvão tem eficiência térmica de eta=45% e produz potência elétrica de dot Wout=1500 MW. O carvão tem poder calorífico de 25,000 kJ/kg. Queremos calcular o consumo de carvão em quilos por hora.

Passo 2

Para qualquer máquina térmica a eficiência térmica é definida por
eta = dot Woutdot Qin,
onde dot Qin é a taxa de calor que entra da queima do combustível. Reorganizando,
dot Qin = dot Wouteta

Passo 3

Substituindo os valores (lembrando de converter eta=45%=0,45):
dot Qin = 1500 MW0,45 = 3333,33 MW
Como 1 MW=10^6 W=10^6 J/s, temos dot Qin=3333,33times10^6 J/s.

Passo 4

O poder calorífico instrínseco do carvão é LHV=25,000 kJ/kg=25times10^6 J/kg. A massa de carvão queima a uma taxa dot m tal que
dot Qin = dot m , LHV Longrightarrow dot m = dot QinLHV
Logo,
dot m = 3333,33times10^6 J/s25times10^6 J/kg = 133,33 kg/s

Passo 5

Para obter o consumo por hora, multiplicamos por 3600 s:
mhora = 133,33 kg/stimes3600 s = 480,000 kg/h = 480 t/h

Resposta

O consumo horário de carvão é de aproximadamente 480 toneladas por hora.

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