Uma pequena usina a biomassa queima m = 1200 kg de combustível com poder calorífico PCI = 16,0 MJ/kg durante…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma pequena usina a biomassa queima m = 1200 kg de combustível com poder calorífico PCI = 16,0 MJ/kg durante um dia e gera E_el = 1,067 MWh de energia elétrica. Usando E_química = m·PCI e ? = E_el / E_química, calcule ? (em %) e descreva as principais perdas energéticas que justificam esse valor, indicando medidas experimentais para estimá-las.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
E_química = m·PCI = 1200 kg·16,0×10^6 J/kg = 1,92×10^10 J. E_el = 1,067 MWh = 1,067·3,6×10^6 J = 3,84×10^9 J. ? = E_el / E_química = 3,84×10^9 / 1,92×10^10 = 0,20 = 20%. Principais perdas: calor não aproveitado no gás de combustão e nas paredes do forno, perdas mecânicas e elétricas na turbina e gerador e consumo auxiliar. Para estimá-las experimentalmente medir: massa de combustível e PCI (para E_química), energia elétrica gerada (medidor de energia), temperaturas dos gases de escape e da caldeira (para estimar perdas térmicas por balanço), vazão mássica dos gases e eficiência do gerador (medindo V e I e perdas por calor).
Explicação
A explicação apresenta o cálculo da energia química disponível a partir do combustível e a conversão dessa energia em eletricidade, resultando em uma eficiência de 20%. As principais perdas energéticas são identificadas, refletindo a realidade dos processos de conversão de energia, e as medidas experimentais sugeridas permitem quantificar essas perdas para uma análise mais precisa do sistema. Essa abordagem demonstra uma compreensão clara dos princípios de termodinâmica e eficiência energética em usinas de biomassa.
Raio-X da questão
eficiência energética
avaliacao
poder calorífico · eficiência energética
Revisar conceitos de eficiência e perdas energéticas em sistemas de energia.
O aluno pode confundir a energia elétrica gerada com a energia química total, não considerando as perdas no processo de conversão.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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