GERAÇÃO DE ENERGIA VERDE (ENERGIA POR FONTES RENOVÁVEIS)

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GERAÇÃO DE ENERGIA VERDE (ENERGIA POR FONTES 
RENOVÁVEIS) 
MÓDULO 1 
1. Considere que um fóton de energia 4MJ viaja no vácuo com velocidade da luz. 
Podemos afirmar que a sua frequência de propagação é igual a: 
6,04x1039 Hz 
 
2. Considere um fóton se locomovendo à velocidade de 97% da velocidade da luz no 
vácuo e com comprimento de onda de 4m. Sua energia é igual a: 
3. 4,82x10-26 J 
 
3 Uma placa fotovoltaica converte energia cinética do fóton solar em energia elétrica. 
Vamos considerar que um único fóton excite um único elétron. Considerando a total 
transferência de energia do fóton para o elétron, que sua massa é me = 9,11x10-31kg e 
que a frequência do fóton é 154kHz, a velocidade adquirida pelo elétron é de 
14,98 m/s 
 
4. Uma usina heliotérmica, capta por segundo, uma quantidade de 1569MJ. Essa usina 
consegue uma eficiência de 68% e consegue a façanha de converter 79% da energia 
captada em trabalho útil. O trabalho realizado pela bomba é igual a: 
11% da energia solar captada. 
 
5. Uma usina heliotérmica trabalha convertendo o líquido de trabalho em vapor. Se na 
caldeira de conversão cabem 60kg deste líquido, e o calor evaporação deste líquido é 
igual a 540cal/g, qual é o percentual de energia solar necessária para evaporar esse 
volume, sabendo que a torre produz 666GJ por segundo? 
0,002% 
 
6. Em uma placa fotovoltaica, um único fóton consegue deslocar 105 elétrons devido 
ao choque dos elétrons primariamente excitados pela onda eletromagnética colidirem 
com mais elétrons no interior da placa de silício. Considerando que a tensão elétrica 
na placa fotovoltaica é de 1000V, a energia do fóton incidente é igual a: (considere e = 
1,6x10-19 C) 
1,6x10-11 J 
 
 
 
 
VERIFICANDO O APRENDIZADO 
1. Seja um fóton incidente com frequência de 500MHz em uma placa voltaica de silício, 
determine a quantidade de elétrons deslocados, sabendo que toda a energia do fóton 
é convertida em energia cinética dos elétrons, se a energia de ligação desses elétrons 
ao núcleo do átomo é de 436 x10-50J. 
7,59x1022 
 
2. Uma torre heliotérmica converte o líquido de trabalho em vapor. Se na caldeira de 
conversão cabem 1000kg deste líquido, e o calor evaporação deste é igual a 1040cal/g, qual é 
o percentual de energia solar necessária para evaporar esse volume de líquido, sabendo que a 
torre produz 6666GJ por segundo? 
6,53x10-2% 
 
 
 
 MÓDULO 2 
1. Em um aerogerador, a potência gerada é de 450.000W. Quantos joules de energia ele pode 
gerar em um espaço de tempo de 3 segundos? 
1.350.000J 
 
2. Considere um aerogerador de rotor horizontal de tripla hélice que funciona pelo princípio da 
força de sustentação. A força em uma das pás da hélice é de 2400N, a densidade do ar neste 
local é de 1,20kg/m³ e a área superficial da pá que fica em contato com o fluxo de ar é de 
16m2. Se a velocidade do ar nesta região é de 9m/s, o coeficiente de sustentação é igual a: 
3,08 N.S²/KG.M 
 
3. A potência de um rotor horizontal tripá de área superficial de 48m², instalado em um local 
cujo fluxo de vento é igual a 120km/h e densidade de 1,24 kg/m³ é igual a: 
0,6MW 
 
 
4. Um aerogerador de Darrieus está disposto em um local cuja densidade do ar é de 
1,36kg/m³ e a velocidade do fluxo de ar nessa região é de 35km/h. A área útil das pás 
do aerogerador é de 100m², totalizando uma massa de 360kg, e a distância do centro 
do rotor a uma das pás é de 10m. Assinale a opção que apresenta a velocidade linear 
do rotor do aerogerador, em m/s, sabendo que o coeficiente de sustentação é igual 
a ²3,37�.�²��.� 
24,5m/s 
 
 
5. A força de sustentação em um aerogerador de Darrieus é de 400N. Esse aerogerador possui 
um coeficiente de sustentação de ²2,7�.�²��.� e área superficial útil de 20m². Se a 
densidade do ar neste local é de 1,204kg/m³ e a distância do centro do rotor a uma das pás é 
de 11m, podemos afirmar que a potência desse gerador é igual a: 
306 W 
 
6. Um aerogerador ideal de multipás gira com velocidade angular de 75rad/s. Considerando 
que a cada volta completa do aerogerador 1.000J são criados, quantos joules de energia são 
criados em 1 segundo? (considere π≈3,14). 
11.940J 
 
VERIFICANDO O APRENDIZADO 
1. Um aerogerador de Darrieus tem uma força de sustentação de 8400N, possui um 
coeficiente de sustentação de ²1,8�.�²��.� e área superficial útil de 172m². Considerando 
que a densidade do ar é de 1,001kg/m³ e a distância do centro do rotor a uma das pás é de 
15m, podemos afirmar que a potência desse gerador é igual a: 
2,03x104W 
2. Um aerogerador possui potência útil de 978.000W. Quantos joules por segundo de energia 
esse aerogerador pode gerar? 
978.000J 
 
MÓDULO 3 
1. Considere uma usina maremotriz que converte 18% da energia cinética da maré em energia 
elétrica. Sabendo que para girar uma turbina são necessários no mínimo 1500kg de água a 
uma velocidade de 3km/h, a quantidade em joules de energia elétrica gerada é igual a: 
93,01J 
2. Uma usina geotérmica possui uma bomba que funciona injetando 6.000J de energia para o 
bombeamento d’água. A turbina funciona com trabalho igual a 35.000J, e o rendimento dessa 
usina é de 45%. Assim, a energia retirada do vapor d’água é igual a: 
Q = 64.444,44J 
3. Considere uma usina geotérmica em que o trabalho da turbina corresponde a 69% do calor 
retirado do lençol freático e que o trabalho da bomba corresponde a 1 % do trabalho da 
turbina. Podemos afirmar que o rendimento dessa usina é igual a: 
68,3 % 
4. Vamos considerar que em uma usina marémotriz, a diferença entre a maré alta e a maré 
baixa seja de somente 1m, e dessa forma torna-se necessário acionar a turbina auxiliar. A 
barragem tem altura de 20m e está completamente cheia, e quando se abre a comporta, 
somente 500kg de água conseguem passar por segundo pela turbina. Sabendo que 15% dessa 
energia é convertida, a quantidade de energia elétrica gerada por segundo é de: (considere g = 
10m/s²) 
15.000J 
 
5. Considere uma usina maremotriz que converte a energia cinética da correnteza em 
energia elétrica. Assinale a opção que representa a eficiência desta usina em um 
determinado instante em que uma massa de 4 toneladas passa pelas turbinas, com 
velocidade de 72km/h, sabendo-se que foram gerados 92.000J de energia elétrica: 
11,5 % 
 
VERIFICANDO O APRENDIZADO 
1. Em uma usina geotérmica, o trabalho da turbina é equivalente a 99% do calor 
retirado do lençol freático e o trabalho da bomba d’água equivale a 10 % do trabalho 
da turbina. Podemos afirmar que o rendimento dessa usina é igual a: 
89,1 % 
 
2. Em uma usina maremotriz, a diferença entre a maré alta e a maré baixa é de 
somente 0,3m, e dessa forma aciona-se a turbina auxiliar. A barragem fabricada tem 
altura de 30m e está com sua capacidade máxima. Quando se abre a comporta, o fluxo 
de água que atravessa a turbina é de 2500kg/s. Sabendo que 16,4% dessa energia é 
convertida, a quantidade de energia elétrica gerada por segundo é de: (considere g = 
9,8m/s²) 
 
120.540J