Ciências da Natureza e suas Tecnologias Física da água

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1 Ciências da Natureza e suas Tecnologias Física da água Água no universo NASA e Caltech Maior e mais distante reserva de água do universo Nuvem de vapor 140 milhões de vezes o volume de todos os oceanos da Terra A água está envolvida por um quasar 2 1

2 Estados físicos da água Depende das condições de temperatura e pressão A 1 atm (nível do mar): água sofre mudança de fase a 0 C (fusão e solidificação) e 100ºC (ebulição e condensação) Para que ocorra mudança de fases a água deve receber calor (fusão e vaporização) ou ceder calor (condensação e solidificação). 3 Influência da pressão Para economizar gás durante o cozimento devemos diminuir a chama e tampar a panela. 1 Nível do mar: p = 1atm T fusão = 0ºC T ebulição = 100ºC 2 Acima do nível do mar: p < 1atm T fusão > 0ºC T ebulição < 100ºC 3 Abaixo do nível mar: p > 1atm T fusão < 0ºC T ebulição >100ºC 4 2

3 Calor e temperatura Calor específico da água: 1 Calor Sensível Variações na temperatura Q = m.c. 2 Calor Latente Mudança de estado Q = m.l Sensível: Calor necessário para variar em 1ºC a temperatura de 1g de água. c sól =0,5 cal/g/ºc ou 2090 J/kgºC c líq =1 cal/g/ºc ou 4180 J/kgºC c líq =0,45 cal/g/ºc ou 1880 J/kgºC Latente: Calor necessário para mudar o estado de 1g de água. L fusão = 80 cal/g ou J/kg c condens = 540 cal/g/ ou J/kg 5 Calor específico da água A água, em relação a outras substâncias, tem um elevado calor específico. Aaaa Em locais cercados por água (ilhas por exemplo) a variação de temperatura entre o dia e a noite é pequena. Em desertos (calor específico da areia é muito pequeno), a variação de temperatura é muito alta (quente de dia e frio a noite). Por ter elevado calor específico a água é muito usada em sistemas de refrigeração (Radiador de um carro). 6 3

4 Ilhas de calor Falta de áreas revestidas de vegetação (vegetação reflete o calor) Impermeabilização dos solos com desvio da água por bueiros e galerias (reduz o processo de evaporação) Concentração de edifícios, que interfere na circulação dos ventos (CONVECÇÃO) Poluição atmosférica (retém a radiação do calor, causando o aquecimento da atmosfera - Efeito Estufa) Utilização de energia pelos veículos de combustão interna, pelas residências e pelas indústrias (aumentando o aquecimento da atmosfera) 7 Água e geração de energia Energia Potencial Energia cinética Energia elétrica 8 4

5 Vazão e eficiência Vazão = volume de água/tempo EX: A vazão máxima do vertedouro de Itaipu (62,2 mil metros cúbicos por segundo) corresponde a 40 vezes a vazão média das Cataratas do Iguaçu Eficiência Na avaliação da eficiência de usinas quanto à produção e aos impactos ambientais, utilizam-se vários critérios, tais como: razão entre produção efetiva anual de energia elétrica e potência instalada ou razão entre potência instalada e área inundada pelo reservatório 9 Exercitando o ENEM (ENEM 2006) Na avaliação da eficiência de usinas quanto à produção e aos impactos ambientais, utilizam-se vários critérios, tais como: razão entre produção efetiva anual de energia elétrica e potência instalada ou razão entre potência instalada e área inundada pelo reservatório. No quadro seguinte, esses parâmetros são aplicados às duas maiores hidrelétricas do mundo: Itaipu, no Brasil, e Três Gargantas, na China. 10 5

6 Exercitando o ENEM Com base nessas informações, avalie as afirmativas que se seguem. I. A energia elétrica gerada anualmente e a capacidade nominal máxima de geração da hidrelétrica de Itaipu são maiores que as da hidrelétrica de Três Gargantas. II. Itaipu é mais eficiente que Três Gargantas no uso da potência instalada na produção de energia elétrica. III. A razão entre potência instalada e área inundada pelo reservatório é mais favorável na hidrelétrica Três Gargantas do que em Itaipu. É correto apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e III. e) II e III. Eficiência 1 = Prod efet./pot. Inst. Itaipú = 93/ ,007 Três Gargantas = 84/ ,004 Eficiência 2 = Pot. Inst/Área inundada Itaipú = 12600/1400 = 9 Três Gargantas = 18200/1000 =18,2 11 6