Resolução Comentada – Trabalho (Energia) – Potência

 Resolução Comentada

Trabalho (Energia) – Potência

 

01- A energia armazenada pela água é a energia potencial gravitacional  dessa massa de água na altura de 120m  —  W=mgh=m.10.120  —  W=1.200m  —  Potência=energia/tempo  —  P_o=512.000.000W   —  ∆t=1s  —  P_o=W/∆t  —  512.000.000=1.200m/1  —  m=512.000.000/1.200 =512.10⁶/12.10² —  m=42,7.10⁴=427.000kg  + (10% de 427.000=42.700)  — 

m=469.700kg.

Considerando a densidade da água 1kg/L, teremos que uma massa de 1kg ocupa um volume de 1L de água  — R- E

02- A potência corresponde à  medida da rapidez com que se transfere energia  —  P_o=W/Δt  —  observe nessa expressão que o mais eficiente (maior potência P_o) é aquele que fornece maior quantidade de energia (W) em menos tempo (Δt), ou seja, é diretamente proporcional à quantidade de energia (W) e inversamente proporcional ao intervalo de tempo de funcionamento (Δt)   —  R- C

03- m=1 tonelada = 1.000kg  —  regra de três  —  1.000kg – 100%  —  1,5kg – p  —  1000p=1,5×100  —  p=150/1000  —  p=0,15%

R- B

04- Sendo o trator o mesmo, a energia por ele consumida pode ser considerada constante para qualquer tipo de combustível que você utilizar  —  um menor consumo de combustível por litro de dado combustível implicará em maior quantidade de energia liberada pelo mesmo litro, fazendo o trator rodar por mais tempo  —  portanto, a energia liberada por um litro de óleo de girassol será maior que a energia liberada por um litro de óleo diesel  —  R- E

05- I- A demanda aos domingos é 60% da capacidade total  —  60% de 240MW=0,6.240  —  demanda aos domingos=144MW  —  CORRETA

II- Cada turbina tem capacidade máxima  —  240/24=10MW  —  metade delas funcionando teria 120MW  —  faltam 24MH para completar 144MW  —   faltam 12 turbinas e a capacidade de cada uma é 2MW (20 % da capacidade de uma turbina)  —  logo, 2 x 12 = 24MW, o que precisava para completar 144  —  CORRETA
III- Quatorze com a capacidade máxima é 140MW, e 40 por cento de uma turbina é 4MW, logo vai atingir os 144MW que precisamos.. CORRETA

R- E

06- Primeiro ocorre a combustão que é a energia proveniente de um processo químico  —  depois ocorre a queda da parafina de certa altura ocorrendo uma transformação de energia potencial gravitacional (E_pg=mgh)  —  em seguida acontece o movimento de oscilação da vela numa variação de energia cinética (E_c=mV²/2)  —  R- A

07- I. Falsa  —  a energia elétrica (W) gerada por ano é fornecida por  —    (P_o)=energia m(W)/tempo(∆t)  —  W=P_o.∆t  —  como o tempo (∆t) é o mesmo (1 ano)  —  W=P_o  —  pela tabela a energia gerada por Itaipu (93 bilhões de kWh) é maior que a energia gerada por Três Gargantas (84 bilhões de kWh), porém a capacidade máxima de geração de geração de energia elétrica, que corresponde à potência instalada, é maior para Três Gargantas (18.200MW) do que para Itaipu (12.600MW).

II. Correta  —  Itaipu é mais eficiente pois, apesar de possuir potência instalada menor (12.600MW)é capaz de produzir mais energia elétrica anualmente (93 bilhões de kWh/ano).

III. Correta  —  a eficiência (η) pode ser a razão  entre a potência instalada e a área inundada  —  Itaipu  —  η=12.600

R- E

08- Dados  —  Energia total  —  W_total=1,6.10²²J que é a energia acumulada pela Terra em um ano  —  energia necessária para derreter uma massa de 1kg de gelo a 0^oC, W_gelo=3,2.10⁵J  —  regra de três  —  1kg – 3,2.10⁵J  —  mkg – 1,6.10²²J  —  3,2.10⁵m=1,6.10²²

 —  m=1,6.10²²/3,2.10⁵  —  m=0,5.10¹⁷  —  m=5,0.10¹⁶kg  —  trilhões=10¹²  —  tonelada=10³kg  —  trilhões de toneladas corresponde a =10⁹.10³=10¹⁵kg  —  m=5.10¹⁶kg=50.10¹⁵kg  —  m=50 trilhões de toneladas  —  R- B

09- Potência(P_o)=energia(W)/tempo(∆t)  —  W=P_o.∆t  —  ar condicionado  —  P­_oarcond=1,5.8=12kWh  —P_ochuv=3,3.(1/3)=1,1kWh.

P_ofreezer=0,2.10=2kWh  —  P_ogelad.=0,35.10=3,5kWh.

P_olâmp.=0,10.6=0,6kWh  —  potência elétrica total diária  —  P’_ot=12 + 1,1 + 2 + 3,5 + 0,6=19,2kWh  —  potência mensal total  —  P_ot=19,2=576kWh  —  gasto mensal  —  G=576×0,40  —  G= R$ 230,40

R- E

10- Cálculo da energia (W) consumida pelo secador de potência P_o=1 000W=1kW pelas 4 pessoas durante um tempo de 15 min por dia ∆t=15min=1/4h  —  P_o=W/∆t  —  W=P_o. ∆t  —  W_total=4amigasx20diasx.1.1/4  —  W_total=20kWh  —  preço de 1kWh=total gasto num mês (162,50)/(consumo mensal=260)=R$0,625  —  gasto  —  G=20.0,625  —  G=R$12,50  —  R- B 

11- O enunciado afirma que nesse sítio a altura da caixa d   d‘água H é o quádruplo da altura da fonte h  —  H=4h  —  observe na tabela que para essa relação h/H=1/4, a mínima vazão da fonte da fonte para o funcionamento do sistema é V_f=720L/h e, nessas condições a mínima vazão de água a ser bombeada é V_b=120L/h  —  substituindo esses valores na expressão da eficiência ε=(H/h)x(V_b/V_f)=(4h/h)x(120/720)  —   ε=67%  —  como o rendimento da bomba a gasolina é ε=36%  —R- E

12- As máximas vazões de bombeamento da água da caixa  para H=4h e H=6h são, respectivamente,  210 litros e 140 litros por hora  —  para H=5h, a vazão será a média aritmética dos valores quando H=4h (210L/h) e H=6h (140L/h)  —  V_b=(210 + 140)/2=175L/h

então, o carneiro hidráulico irá bombear para a caixa d’água no máximo 175 litros de água   —  As mínimas vazões de bombeamento da água da caixa  para H=4h e H=6h são, respectivamente,  120 litros e 80 litros por hora  —  para H=5h, a vazão será a média aritmética dos valores quando H=4h (120L/h) e H=6h (80L/h)  —  V_b=(120 + 80)/2=100L/h

então, o carneiro hidráulico irá bombear para a caixa d’água no mínimo 100 litros de água  —  R- D

13- Observe na tabela que a perda de energia térmica mensal devida a uma parede de 10cm é 15kWh  —   a perda devida a uma parede de 4cm é 35kWh  —  aumento na perda de energia  —  ∆W = 35 – 15 = 20kWh  —  cálculo da porcentagem do aumento da perda em relação ao consumo mensal total  —  regra de três  —  200kWh – 100%  —  20kWh – p  —  200p=20×100  —  p=10%

R- C

14- Observe no gráfico que o chuveiro é responsável por 25% do consumo de energia  —  sendo o consumo mensal médio na residência 300kWh, o consumo correspondente aos banhos devido ao chuveiro será 25% de 300kWh, ou seja, 0,25×300=75kWh

Sendo W=P_o.∆t  —  75kWh=5kW  —  ∆t=15h  —  então o chuveiro deve ficar ligado 15h por mês, ou 0,5h por dia  —  como são 4 moradores, por dia, cada um pode usar o chuveiro  —  U=0,5h/4=60min/4  —  U=7,5 min  —  R- C

15- Cálculo da fração percentual do consumo de energia elétrica, para cada aparelho  —  F_%=energia elétrica (W) consumida pelo aparelho/energia elétrica total (W_total) x 100%  —  como W=P_o.∆t, a energia elétrica consumida por um tipo de aparelho (W_aparelho) e dada por W_aparelhos=número de aparelhos (n) x potência do aparelho (P_o) x tempo de funcionamento do aparelho (∆t)  — 

W_aparelhos=n.P_o. ∆t  —  R- E

 

Voltar para os exercícios