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Cap. 3 Conservação de Energia 10. A eficiência de uma lâmpada pode ser descrita como a razão entre quais duas quantidades? 11. O que significa dizer que 50 milhões de toneladas de carvão poderiam substituir o uso de 0,6 MBPD (m 12. O que quer dizer "desenvolvimento sustentável"? Dê alguns exemplos de desenvolvimento que podem ocorrer em países industrializados ou em desenvolvimento e que não si "sustentáveis". Tabela 3.5 EFICIÊNCIAS NA CONVERSÃO DE ENERGIA Eficiência de um processo é o produto das eficiências das etapas individuais do processo. Exemplo de iluminação: Processo Eficiência da Etapa Eficiência Geral Produção de carvão 96% 96% Transporte de carvão 97% 93% Geração de eletricidade 33% 31% Iransmissão de eletricidade 85% 26% Iluminação Lâmpada incandescente 5% 1,3% Lâmpada fluorescente 20% 5,2% Exemplo do automóvel: Unidades de Força Gasolina (MCI) Carro Elétrico Eficiência da Etapa Eficiência Geral Eficiência da Etapa Eficiência Geral Produção de combustível cru 83% 83% 96% 96% Geração de eletricidade 33% Transmissão de eletricidade 90% Bateria 80% Motor 25% 90% Mecânica 70% Sistema de transmissão 70% 90%
78 Energia e Meio Ambiente PROBLEMAS 1. Um skate com massa de 3 kg está se movendo a uma velocidade de 5 m/s em uma superfície plana. Ele encontra uma elevação e a sobe até parar. Que altura vertical ele consegue atingir? Desconsidere o atrito. (Dica: veja as equações no Capítulo 2.) 2. Quantas libras de carvão têm o mesmo poder calorífico de 20 galões de gasolina? 3. Uma fornalha doméstica tem uma produção de 100.000 Btu/h. Qual deveria ser a dimensão (em kWh) de uma unidade elétrica de aquecimento para substituí-la? 4. Se uma usina geradora de eletricidade abastecida com carvão queima duas toneladas de carvão para gerar 6.000 kWh de eletricidade, calcule a eficiência da usina como a razão entre a produção de energia e a entrada de energia do combustível (veja a Tabela 3.4). 5. Uma usina de força de 1.000 MWe vende a energia que produz a 12 centavos/kWh. Se ela fosse desligada por um dia, qual seria o prejuízo financeiro? 6. Se 60% do petróleo consumido nos Estados Unidos é usado para transporte e 1% desta quantidade é utilizada por ônibus, quanto petróleo poderia ser economizado por ano se todos os ônibus fossem convertidos para utilizar energia elétrica (pressupondo que a energia elétrica seria gerada por recursos não derivados do petróleo)? Quanto é isso em MBPD? 7. Suponha que você deixou uma lâmpada de 100 W acesa por um mês inteiro. Se a eficiência na geração e transmissão de energia é de 30%, quanta energia química (em joules) foi desperdiçada na usina de força por conta deste seu descuido? Se o consumo de energia necessário para se produzir uma refeição na China, usando um fogareiro de querosene, é de 6 MJ (1 MJ = 1.000.000 J), quantas refeições equivalentes poderiam ser produzidas com a energia que você desperdiçou? 8. Volte ao Problema 10 do Capítulo 2. Utilizando as conversões da Tabela 3.4, determine a quantos galões de petróleo é equivalente a energia potencial da água no lago. ATIVIDADES POSTERIORES 1. Jogue uma bola de tênis ou de borracha e meça quais as alturas que ela atinge em dez quicadas. Quais conversões de energia aconteceram? Represente graficamente a altura (eixo dos y) versus o número de quicadas (eixo dos x). Abola salta a mesma altura em cada quicada? Explique como a energia é conservada. 2. Esta atividade é similar a outra anterior neste capítulo. Use uma régua e um livro para criar um plano inclinado. Coloque um copo de isopor ou pote de margarina vazio invertido, com uma "porta de entrada" recortada em seu fundo, na extremidade inferior da régua. Coloque a bolinha de gude na marca de dez centímetros da régua e deixe-a rolar para dentro do copo. Meça a distância que o copo ou pote se move. Faça isso duas ou três vezes para obter uma média. Repita o procedimento com a bolinha posicionada nas marcas de 20 cm e 30 cm da régua. O copo se moveu o dobro da distância quando a bolinha foi lançada do dobro da distância na régua? Tente os mesmos procedimentos com uma bolinha de aço e compare os resultados. 3. Energia nos Países em Desenvolvimento - um trabalho na Web Objetivo: Usar a World Wide Web para identificar e explorar o uso da energia em outro país e seus efeitos sobre a economia e a política.
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Tabela 3.4 CONVERSÕES E EQUIVALÊN
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