Potência A potência é a grandeza física que traduz a rapidez da transferência de energia. P = E t

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1 ..0, energia dissipada e rendimento Adaptado pelo Prof. Luís Perna A potência é a grandeza física que traduz a rapidez da transferência de energia. (W) P = E t Energia (J) Intervalo de tempo (s) A sua unidade SI é o watt (símbolo W), em homenagem ao físico britânico James Watt. Quando a energia é transferida através do trabalho de uma força, W, no intervalo de tempo Δt, podemos escrever: P = W t Trabalho (J)

2 A potência deste carregador de computador é de 90 W P = E t 90 O transformador consegue fornecer 90 J/s ao computador. E = P t A energia pode ser expressa em W s ou kw h como é comum encontrar nas faturas da eletricidade. Outras unidades de energia Ao falarmos de energia elétrica normalmente utilizamos a unidade quilowatt-hora, kwh. kwh kw h A quantos joules corresponde quilowatt-hora? kwh = kw x h kwh = 000 W x 3600 s kwh = J = 3,6 x 0 6 J 2

3 AQUECE Dissipação de energia Nem toda a energia é utilizada de forma útil. E total = E útil + E dissipada Et = Eu + E d Parte da energia inicial disponível que é aproveitada de uma forma útil, isto é, cujo fim é aquele a que se destina. Há conservação de energia Energia AQUECE Dissipação de energia Nem toda a energia é utilizada de forma útil. E total = E útil + E dissipada Et = Eu + E d Parte da energia inicial disponível que não é aproveitada de uma forma útil. No caso do carregador, os componentes aquecem e existe energia dissipada como calor. 3

4 Rendimento O rendimento é a razão entre a energia útil e a energia total. Representa-se pela letra grega η e pode ser expresso em percentagem (não tem unidades): η % = E u E t 00 + Energia dissipada - Energia útil < Rendimento - Energia dissipada + Energia útil > Rendimento Em sistemas reais, o rendimento é sempre inferior a (ou a 00%) uma vez que há sempre energia dissipada. Rendimento Da definição de potência, podemos escrever P = E t P u = E u t 2 P = E t P d = E d t Substituindo na expressão do rendimento: η % = P u P t 00 4

5 Exemplo Automóvel 30% Sistemas de arrefecimento 5% Atritos no motor 40% indicada pelo construtor 25% útil 30% Escape Qual o rendimento do motor? Uma grua, como as ilustradas na imagem, tem uma potência máxima de 350 kw. Considera o trabalho realizado pela grua ao levantar um contentor de kg a uma altura de 20 m do solo a velocidade constante. A grua demorou minuto a levantar o contentor. (g = 0 m s -2 ) Determine o rendimento da grua. 5

6 Uma grua, como as ilustradas na imagem, tem uma potência máxima de 350 kw. Considera o trabalho realizado pela grua ao levantar Dados: um contentor de kg a uma altura de 20 m do solo a velocidade constante. A grua demorou minuto a levantar o contentor. (g = 0 m s -2 ) Determine o rendimento da grua. h = 20 m t = min g = 0 m s -2 Dados: d = 20 m t = min g = 0 m s -2 Pelo Teorema da Energia Cinética sabemos que: W FR = E c W FR = + W F Como a velocidade é constante, a variação da velocidade é nula, por isso variação da energia cinética também é nula. W FR = 0 J Assim sendo: + W F = 0 J = W F 6

7 Dados: h = 20 m t = min g = 0 m s -2 Determinar o trabalho do peso do contentor: = mgh = = 8, J Assim sendo: = W F WF Ԧ = 8, 0 06 J Dados: h = 20 m t = min = 60 s g = 0 m s -2 2 Determinar a potência útil: P = W F t P = 8,0 06,3 0 5 W 60 P, kw P 30 kw 7

8 Dados: d = 20 m t = min= 60 s g = 0 m s -2 3 Determinar o rendimento: η % = P u P t 00 η % = η % 37% P = W F t 2 Resposta: 3 Resposta: a) E fornecida = 2500 J b) E dissipada = 500 J 8

9 4 Resposta: B, C, E TPC Fazer os exercícios da página 64 e 65 que ficaram por fazer: Energia mecânica, forças conservativas e conservação da energia mecânica. 9