Questão 8
UNICAMP 2001
(UNICAMP - 2001 - 2 FASE)
Com a instalação do gasoduto Brasil-Bolívia, a quota de participação do gás natural na geração de energia elétrica no Brasil será significativamente ampliada. Ao se queimar 1,0 kg de gás natural obtém-se 5,0 x 107 J de calor, parte do qual pode ser convertido em trabalho em uma usina termoelétrica. Considere uma usina queimando 7200 quilogramas de gás natural por hora, a uma temperatura de 1227 oC. O calor não aproveitado na produção de trabalho é cedido para um rio de vazão 5000 l/s, cujas águas estão inicialmente a 27 oC. A maior eficiência teórica da conversão de calor em trabalho é dada por , sendo Tmin e Tmax as temperaturas absolutas das fontes quente e fria respectivamente, ambas expressas em Kelvin. Considere o calor específico da água c=400 J kg-1 ºC-1
a) Determine a potência gerada por uma usina cuja eficiência é metade da máxima teórica.
b) Determine o aumento de temperatura da água do rio ao passar pela usina
Gabarito:
Resolução:
a) A maior eficiência teórica é:
A eficiência da usina vale:
A potência total gerada é:
Considerando o rendimento:
b) Pela equação fundamental da calorimetria e definição de porência:
Note que massa dividido por tempo é a definição de vazão. Considerando que a densidade da água é 1,0 kg/L, a vazão do rio é