Considere uma microcentrale que conduz 0,5 m³/s de água por uma queda útil de 8 m. Descreva as transformações…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Considere uma microcentrale que conduz 0,5 m³/s de água por uma queda útil de 8 m. Descreva as transformações de energia e de quantidade de movimento no sistema, identifique perdas típicas e proponha medidas para aumentar eficiência e reduzir impactos ambientais. Use g = 10 m/s².
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Fluxo de massa: ? = 0,5 m³/s·1000 kg/m³ = 500 kg/s. Potência teórica P = ? g h = 500·10·8 = 4,0×10^4 W. A energia potencial da água é transformada em energia cinética no conduto e em trabalho mecânico nas turbinas; placas e pás transferem quantidade de movimento da água para eixo; gerador converte em energia elétrica. Perdas aparecem por atrito no canal, turbulência, dissipação térmica, sedimentos e vazamentos, reduzindo eficiência. Medidas: otimizar projeto hidráulico (reduzir perdas por atrito), escolher turbina adequada, instalar peneiras e sistemas de controle de sedimentos, implementar manutenção preditiva e reuso da água; avaliar passagens para fauna e reduzir emissão de sedimentos para minimizar impactos ambientais.
Explicação
A resposta aborda as transformações de energia e quantidade de movimento de forma clara, explicando como a energia potencial se converte em trabalho mecânico e, posteriormente, em energia elétrica. Também identifica perdas típicas que ocorrem no sistema e sugere medidas práticas para melhorar a eficiência e minimizar impactos ambientais. Essa abordagem integrada demonstra compreensão dos princípios físicos envolvidos e a aplicação de soluções sustentáveis.
Raio-X da questão
transformações de energia
avaliacao
transformações de energia · quantidade de movimento
Revisar conceitos de energia potencial e cinética em sistemas hidráulicos.
O aluno pode descrever apenas as transformações de energia sem considerar as perdas típicas e as medidas para aumentar a eficiência.
educacao_ambiental
pensamento_critico
cientifico
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