Question

Usinas hidrelétricas convertem energia mecânica em energia elétrica. Para estimar a capacidade de geração de energia elétrica de uma queda d’água, avaliamos a energia potencial armazenada no sistema queda – Terra, desprezando as perdas que ocorrem na parte inferior, por aquecimento. Suponha uma queda d’água de 25 m de altura, com uma vazão constante de 300 m3 por segundo. Considerando a aceleração normal da gravidade (g = 10 m/s²) e a água com densidade igual a 1000 quilogramas por m3, estime a potência dessa queda d’água, em megawatt.

Answer 1

A potência será de 75 Megawatts.

A vazão constante da queda d'água é de 300 m³ a cada segundo. Podemos calcular a massa de água que cai a cada segundo, lembrando da relação entre massa, densidade e volume -

d = m/V

1000 = m/300

m = 300000

m = 3,0. 10⁵ Kg

A potência está associada ao trabalho que é realizado em um determinado intervalo de tempo.

P = T/Δt

O trabalho do peso da água que cai em um segundo, pode ser calculado pela seguinte equação -

T = m.g.h

T = 3,0. 10⁵. 10. 25

T = 75. 10⁶ Joules

Em 1 segundo a potência será de -

P = 75. 10⁶ Watts

P = 75 Megawatts