Um artigo popular afirma: "Um aerogerador de diâmetro D = 1,50 m fornece energia suficiente para aquecer m =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um artigo popular afirma: "Um aerogerador de diâmetro D = 1,50 m fornece energia suficiente para aquecer m = 50 kg de água de 15 °C a 60 °C em t = 1 h." Dados: vvento = 8,0 m/s, ?_ar = 1,20 kg/m^3, limite de Betz = 0,59, eficiência elétrica útil = 0,40, c_água = 4200 J/(kg·K). Avalie a afirmação mostrando cálculos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Área do rotor A = pD^2/4 = p·1,50^2/4 ˜ 1,767 m^2. Potência no vento P_w = 1/2·?·A·v^3 = 0,5·1,2·1,767·8^3 ˜ 5,43×10^2 W. Potência extraível = P_w·0,59·0,40 ˜ 1,28×10^2 W. Energia em 1 h: E = 128,1 W·3600 s ˜ 4,61×10^5 J. Energia necessária para aquecer a água: Q = m·c·?T = 50·4200·45 = 9,45×10^6 J. Conclusão: a energia disponível (~4,6×10^5 J) é muito menor que a requerida (~9,45×10^6 J); a afirmação não é plausível.
Explicação
Os cálculos demonstram que a energia gerada pelo aerogerador em uma hora é significativamente inferior à energia necessária para aquecer a água na quantidade especificada. A análise da potência disponível e da energia requerida revela uma discrepância clara, indicando que a afirmação do artigo é impraticável. Portanto, a conclusão é que o aerogerador não possui capacidade suficiente para realizar a tarefa proposta.
Raio-X da questão
energia eólica
avaliacao
cálculo de energia · princípios de aerodinâmica
Revisar os conceitos de energia, potência e eficiência em sistemas eólicos.
O aluno pode errar ao não considerar a eficiência do aerogerador e a conversão de energia eólica em energia térmica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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