Question

(Unicamp-SP) Com a instalação do gasoduto Brasil-Bolívia, a quota de participação do gás natural na geração de energia elétrica no Brasil será significativamente ampliada. Ao se queimar 1,0 kg de gás natural, obtém-se 5,0 x 107 J de calor, parte do qual pode ser convertido em trabalho em uma usina termoelétrica. Considere uma usina queimando 7 200 quilogramas de gás natural por hora, a uma temperatura de 1 227 °C. O calor não aproveitado na produção de trabalho é cedido para um rio de vazão 5 000 L/s, cujas águas estão inicialmente a 27 °C. A maior eficiência teórica da conversão de calor em trabalho é dada por:

Answer 1

1kg ---- 5.10^7J
7200 ---- Q
Q = 36000.10^7
Q = 36.10^10J

n = 1 - Tmin/Tmáx
Tmin = 27 + 273 = 300K
Tmax = 1227+273 = 1500K
n = 1 - 300/1500
n = 1 - 0,2
n = 0,8 
eficiencia = n/2 = 0,4

P = e.Q/t
P = 0,4. (36.10^10J) / 3600s
P = 4.10^7W

Como e =0,4 --> 40% que é aproveitado em calor, entao 60% é cedido para o rio (6.10^7 W).
P = Q/t
Q = P.t
Q = (6.10^7).t
Q = mc∆T
Q = m.4000.∆T
(6.10^7) . t = m.4000.∆T
m/t = vazão = 5000l/s
6.10^7 = 5000.4000.∆T
6.10^7 = 2.10^7∆T
∆T = 3º C