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Mensagem por GuilhermeSS Qui 06 maio 2021, 20:06

(PUC-SP) Inúmeras usinas de açúcar e destilarias de álcool do Estado de São Paulo produzem a energia elétrica que consomem. Esta energia é gerada por usinas termoelétricas próprias que utilizam o bagaço de cana-de-açúcar como combustível. Como não consomem toda a energia que produzem, geram um excedente que é vendido para empresas concessionárias, tais como a CPFL (Companhia Paulista de Força e Luz). No interior de São Paulo já há pelo menos 12 usinas que fazem isso e, no final do mês, ao invés de pagarem, elas recebem das distribuidoras. O bagaço de cana utilizado em usinas termoelétrico para o aquecimento da caldeira tem poder calorífico da ordem de 2000kcal/kg e o fator de eficiência na conversão de energia térmica em energia elétrica pode variar significativamente de uma usina para outra.

Segundo o engenheiro eletricista Arthur Padovani, uma área de um hectare, na região de Ribeirão Preto, produz, em condições normais, 90 toneladas de cana, que geram, na queima do bagaço, energia suficiente para alimentar a usina e um excedente de energia, mandado para a rede pública, avaliado em 3600kWh.

a)Supondo que todo o calor gerado pela queima do bagaço de cana seja utilizado no aquecimento de 200L de água de 10°C até 100°C, determine a massa de bagaço necessária nesse processo. Dados: densidade da água: dágua = 1kg/L calor específico da água: cágua = 1kcal/kg°C

b) Em uma usina termoelétrica que usa o bagaço de cana como combustível, o fator de eficiência na transformação de energia térmica em energia elétrica é de 50%. Nessa usina, queimando-se 1080kg de bagaço por minuto, qual será a energia elétrica, em kWh, gerada por segundo? Use 1cal = 4J.

consegui resolver a primeira, na letra B encontro Eel = 144.10^3 kJ/2 = 72 . 10^3 kJ = 72 . 106J, mas a resposta é 20kWh
qual o meu erro?
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Mensagem por gabriel de castro Qui 06 maio 2021, 23:16

Olá Guilherme, tudo certo?

Vou resolver os dois itens para caso alguém venha a ter dúvida sobre, vamos lá:

a) Primeiramente, devemos conhecer o quanto de energia será necessário nesse aumento de energia (sabendo que 200L=200kg pelos dados da questão): 

[latex]Q=m.c.\Delta t= 200.1.(100-10)\therefore\;Q=18000\;kcal[/latex]

b) Para essa segunda alternativa sabemos que a cada minuto são queimados 1080 kg de bagaço, então, a cada segundo são queimados 18kg. Assim a energia gerada será: 

[latex]Q=m.c=18.2000\;\therefore\; Q=3,6.10^{4}\;kcal=1,44.10^{5}\;kJ[/latex]

Sabendo da eficiência de 50% tem-se:

[latex]E=1,44.10^{8}.0,5=7,2.10^{7}\;J[/latex]


Como ele não nos deu tempo algum para cálculo do kWh, portanto, faremos por regra de três e nesse caso é essencial percebermos que se kWh estivesse em SI estaríamos tratando puramente do joule, ou seja:

 [latex]1kWh\rightarrow 3,6.10^{6}\;J\\ x\rightarrow 7,2.10^{7}\;J\therefore x=20\; kWh[/latex]

Espero que tenha compreendido Smile

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