Everton e Bruno Steger

Transcrição

1 Everton e Bruno Steger

2 PROBLEMA 01: Poder calorífico em kj por grama (Etanol) 46g 1400 kj 1g X X = 30,4 kj O poder calorífico do etanol é 30,4 kj/grama. (Octano) 114g 5400 kj 1g Y Y = 47,4 kj O poder calorífico do octano é 47,4 kj/grama. Conclusão: Quando queimamos completamente massas iguais de etanol e octano, O OCTANO LIBERA MAIS ENERGIA!!!

3 PROBLEMA 02: Comparação entre as quantidades de CO 2 emitidas para gerar o mesmo conteúdo de energia: (Etanol) 2 mol de CO kj 1 mol de CO 2 X X = 700 kj O etanol libera 700 kj por mol de CO 2 emitido. (Octano) 8 mol de CO kj 1 mol de CO 2 Y Y = 675 kj O octano libera 675 kj por mol de CO 2 emitido. Conclusão: Como o etanol libera mais energia por mol de CO 2 emitido, A COMBUSTÃO COMPLETA DO ETANOL CONTRIBUI MENOS QUE A COMBUSTÃO COMPLETA DO OCTANO PARA O EFEITO ESTUFA.

4 PROBLEMA 03: A fornalha de uma caldeira consome octano a uma taxa de 15,2 litros por minuto. Determine a taxa de liberação de energia, admitindo a combustão completa do combustível. Como a densidade do octano é 0,75 g.cm -3, podemos afirmar que este valor equivale a 0,75 kg/l. Logo: 114g 5400 kj 11, g Q Q = 5, kj ou 540 MJ A taxa de liberação de calor é 540 MJ por minuto.

5 PROBLEMA 04: Qual a potência total, em MW, fornecida na queima do combustível na fornalha? RESOLUÇÃO :

6 PROBLEMA 05: Qual a massa de água, inicialmente a 50 0 C que é transformada em vapor a C por minuto na caldeira? Dados: 1 cal = 4J Calor específico da água = 1 cal/g o C. Calor específico do vapor = 0,5 cal/g 0 C. Calor específico latente de vaporização da água = 540 cal/g 0 C. Apenas 75% da energia liberada na queima do combustível foi absorvida pela água. RESOLUÇÃO : Cálculo da quantidade de calor absorvida pela água Cálculo da Quantidade de Calor útil em calorias Cálculo da massa de água transformada em vapor

7 PROBLEMA 06: Qual princípio físico utilizado para explicar a transformação de energia mecânica em elétrica no gerador? RESOLUÇÃO : Um campo magnético ao atravessar a área de uma espira determina um fluxo magnético. A variação do fluxo magnético induz uma diferença de potencial ( tensão elétrica ddp). A Lei Física é chamada de LEI FARADAY e explica o fenômeno físico chamado de INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA. A ddp induzida em um circuito fechada provoca uma corrente elétrica e assim Energia Mecânica é transformada em Energia Elétrica. PROBLEMA 07: Considerando que 5MW é a potência útil do gerador e que na linha de transmissão a tensão da rede é de V, qual a intensidade de corrente na rede elétrica? RESOLUÇÃO :

8 PROBLEMA 08: A corrente elétrica anterior foi utilizada para a recuperação do cobre presente em uma solução aquosa de CuSO 4. Sabendo que o processo foi efetuado com eletrodos inertes de platina durante 16 minutos e 5 segundos, determine a massa do metal que depositar-se-á no cátodo e identifique o gás que será liberado no ânodo dessa célula eletrolítica. (Dados: 1 F = C.mol 1 ; Cu = 63,5 g.mol 1 )

9 As equações envolvidas na eletrólise de uma solução aquosa de CuSO 4 são: Dissociação do sal: CuSO 4 (aq) Cu 2+ (aq) + SO 2 4 (aq) Ionização da água: 2H 2 O (l) 2H + (aq) + 2OH (aq) Descarga no cátodo: Cu 2+ (aq) + 2e Cu 0 (s) Descarga no ânodo: 2OH (aq) H 2 O (l) + ½ O 2 (g) + 2e (REAÇÃO DE REDUÇÃO, POLO NEGATIVO) (REAÇÃO DE OXIDAÇÃO, POLO POSITIVO) Reação Global : CuSO 4 (aq) + H 2 O (l) H 2 SO 4 (aq) + Cu 0 (s) + ½ O 2 (g) Conclui-se que o gás liberado no ânodo será o OXIGÊNIO MOLECULAR. Cálculo da massa de cobre que será depositada no cátodo: (Cobre) 63,5g 2x96500 C (2,0 mol de elétrons) m 50x965 C m = 15,875 g Conclui-se que a massa de cobre depositada no cátodo será de APROXIMADAMENTE 16 gramas.

10 PROBLEMA 09: Analise o texto e as afirmativas apresentadas a seguir. Uma residência tem rede elétrica de 120 V. Em determinado dia, observa-se que, durante duas horas, permanecem ligadas à tensão de 120 V uma lâmpada de filamento com potência de 100 W, um ferro de passar roupas de 800 W e um aquecedor elétrico de água de 4000 W. Em decorrência disso, é possível afirmar que: I. o consumo de energia elétrica total durante as duas horas é de 9,8 kwh. II. a corrente elétrica no resistor do ferro de passar roupas é 3 A. III. a resistência elétrica do aquecedor de água vale 3,6. IV. a resistência elétrica da lâmpada é menor do que a do ferro de passar e a do aquecedor. RESOLUÇÃO :

11 PROBLEMA 10: Uma das formas mais utilizadas para o aproveitamento da energia solar é o aquecimento da água em edificações residenciais, industriais, comerciais e, principalmente, em hospitais, por meio de aquecedores solares. A figura ilustra o esquema de funcionamento de um aquecedor solar de água. (Wolfgang Palz. Energia solar e fontes alternativas, 1981.) Analise as alternativas abaixo e marque V (Verdadeiro) ou F (Falso). Um sistema para aquecer água, usando energia solar, é instalado em uma casa para fornecer 600 L de água quente a 60 C durante um dia. A água é fornecida para casa a 24 C e a potência média por unidade de área dos raios solares é 100 W/m 2. A área da superfície dos painéis solares necessários é 10 m 2. Dado: c água = 4x10 3 J/kg 0 C, d água = 1kg/L As chapas de alumínio e as tubulações de água devem ser pintadas de preto, pois a cor preta aumenta a absorção da energia radiante do sol incidente, aquecendo mais rapidamente a água. O processo de transmissão de calor, que ocorre das placas quentes para a água, é chamado de convecção, ocorrendo devido ao deslocamento de matéria. As placas de vidro colocadas sobre as tubulações são transparentes à luz, mas boas refletoras de radiação infravermelha e por isso ajudam no aquecimento da água no interior da tubulação. A água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural, por convecção. A água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Assim a água fria empurra a água quente gerando a circulação. Em todo o processo de aquecimento desse sistema, não há transferência de calor por condução. A condução de calor só ocorre nas placas, pois são metálicas, mas não na água.

12 RESOLUÇÃO :