Lista 1 BCE 2016

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Bases Conceituais da Energia 
Lista de exercícios – Q1/2016 – Prof. Sergio B. 
 
(1) Um automóvel comum consome cerca de 5 litros de gasolina por dia, e a capacidade do 
tanque de combustível é de cerca de 50 litros. Assim, um automóvel precisa ser reabastecido a 
cada 10 dias. Da mesma forma, a densidade da gasolina varia de 0,68 a 0,78 kg/litro, e seu 
poder calorífico inferior é aproximadamente 44.000 kJ/kg (ou seja, 44.000 kJ de calor são 
liberados quando quando 1 kg de gasolina é queimado completamente). Suponha que este 
mesmo automóvel possa ser abastecido com o 235U, e que ele já venha de fábrica equipado com 
0,1 kg do combustível nuclear. Calcule por quanto tempo este automóvel poderia rodar sem 
precisar abastecer usando apenas esta quantidade de combustível fornecido. Dados: a fissão 
completa de 1 kg de 235U libera 6,73 x 1010 kJ de calor. 
 
(2) Um local avaliado para uma estação eólica tem ventos estáveis de velocidade 8,5 m/s. 
Determine a energia do vento (a) por unidade de massa, (b) para uma massa de 10 kg de ar e (c) 
para um fluxo de massa de 1154 kg/s de ar. 
 
(3) Um ventilador que consome 20 W de energia elétrica quando em operação descarrega ar de 
uma sala ventilada a uma taxa de 0,25 kg/s e a uma velocidade de 8 m/s. Determine a eficiência 
da conversão de energia elétrica em mecânica. 
 
(4) A água de uma represa deve ser utilizada para gerar eletricidade, por meio da instalação de 
um conjunto turbina-gerador em um local onde a profundidade da água é de 50 m (Figura 1). A 
água deve ser fornecida à razão de 5000 kg/s. Se a potência elétrica gerada medida é de 1862 
kW e a eficiência do gerador é de 95%, determine (a) a eficiência global do conjunto turbina-
gerador, (b) a eficiência mecânica da turbina e (c) a potência de eixo fornecida pela turbina ao 
gerador. 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 
(5) Se um curso de água fornece uma vazão de 50 kg/s que caem de uma altura de 8 metros, 
determinar a energia elétrica que pode ser obtida em um mês considerando que o conjunto 
turbina-gerador tem uma eficiência de conversão de 85%. 
 
(6) Qual a eficiência máxima teórica para as máquinas térmicas trabalhando entre os limites 
abaixo? Que tipos de turbinas trabalham nestas faixas de temperatura? 
 
 (a) T2 = 600 
0C e T1 = 25 
0C. (b) T2 = 1500 
0C e T1 = 600 
0C. 
 
(7) O que são fontes primárias e secundárias de energia (dê exemplos)? 
 
(8) Como se originaram o petróleo, o gás natural e o carvão? Quais as diferenças neste processo 
que levaram a formação de combustíveis diferentes? 
 
(8) (a) Quais eram os principais usos do carvão no século 19 e quais são atualmente? (b) Quais 
eram os principais usos do petróleo no século 19 e quais são atualmente? 
 
(10) Qual é a fonte de energia primária mais utilizada na geração de energia elétrica nas grandes 
economias do mundo (como EUA, China e Alemanha) e como esta fonte é transformada na 
forma final oferecida aos consumidores (energia elétrica)? 
 
(11) (a) Quais são os principais problemas ambientais associados às usinas termoelétricas? (b) 
Quais são os combustíveis regularmente utilizados em uma usina termoelétrica, e qual deles é 
menos poluente? 
 
(12) Em que forma a energia nuclear é encontrada na natureza (fonte primária), e como é a sua 
transformação para uma forma útil para o consumidor final (fonte secundária)? 
 
(13) Discuta os prós e os contras das energias hídrica, eólica e solar, considerando a situação 
brasileira.