Uma comunidade precisa de P_pico = 30,0 kW por t = 4,00 h à noite. Existe um reservatório superior com…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma comunidade precisa de P_pico = 30,0 kW por t = 4,00 h à noite. Existe um reservatório superior com desnível h = 30,0 m em relação ao inferior. Considere ? = 1000 kg/m³ e g = 10 m/s². Estime o volume V de água necessário, desprezando perdas, e discuta vantagens e impactos do sistema de armazenamento por bombeamento.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Energia necessária E = P·t = 30 000 W·(4·3600 s) = 4,32×10^8 J. Energia disponível por volume V: E = ? g h V ? V = E/(? g h) = 4,32×10^8/(1000·10·30) = 1,44×10^3 m³. Considerando rendimento global ? (ex.: 0,80) V_ef = 1,44×10^3/0,8 ˜ 1,80×10^3 m³. Vantagens: grande capacidade específica, resposta rápida, longas ciclabilidades. Desvantagens/impactos: uso de terreno/alteração de ecossistemas, evapor. e infiltração, necessidade de bombas e consumo energético para recarga, perdas (~10–30%) e custos de construção. Avaliar viabilidade com topografia, disponibilidade hídrica e relação custo/benefício.
Explicação
A solução apresenta o cálculo da energia necessária e a conversão dessa energia em volume de água, considerando a densidade e a gravidade, o que é fundamental para determinar a quantidade de água necessária para atender à demanda. Além disso, discute as vantagens e desvantagens do sistema de armazenamento por bombeamento, abordando aspectos técnicos e ambientais que são relevantes para a viabilidade do projeto. Essa análise abrangente permite uma compreensão clara das implicações do sistema proposto.
Raio-X da questão
energia potencial gravitacional
avaliacao
energia potencial gravitacional · conservacao de energia
Revisar a relação entre potência, energia e volume de água em sistemas de bombeamento.
O aluno pode confundir a energia potencial com a energia cinética, não aplicando corretamente a fórmula para calcular o volume de água necessário.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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