Por que a potência instalada de uma hidrelétrica é menor que a potência teórica?

Devido a perdas por atrito, turbulência, eficiência dos equipamentos e limitações técnicas, parte da energia potencial não é convertida em energia elétrica.

O que significa 'vazão nominal' em uma unidade geradora?

Vazão nominal é o volume de água por segundo que passa pela turbina em condições ideais de operação, geralmente expresso em m³/s.

Como converter potência de watts para megawatts?

Para converter de watts para megawatts, divide-se o valor em watts por $10^6$.

Quais fatores influenciam a eficiência de uma usina hidrelétrica?

A eficiência depende do rendimento das turbinas, geradores, perdas hidráulicas e elétricas, e condições operacionais.

O que representa a densidade da água no cálculo da potência hidráulica?

A densidade da água ($\rho$) representa a massa por unidade de volume, fundamental para calcular a energia potencial do fluido.

Por que a gravidade local é importante no cálculo da potência de uma hidrelétrica?

A gravidade determina a força com que a água cai, influenciando diretamente a energia potencial convertida em energia elétrica.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 47 — A usina de Itaipu é uma das maiores hidrelétricas do mundo em geração de energia. Com 20 unidades geradoras e 14 000 MW de potência total instalada,…

ENEM 2016 Questão 47

A usina de Itaipu é uma das maiores hidrelétricas do mundo em geração de energia. Com 20 unidades geradoras e 14 000 MW de potência total instalada, apresenta uma queda de 118,4 m e vazão nominal de 690 m³/s por unidade geradora. O cálculo da potência teórica leva em conta a altura da massa de água represada pela barragem, a gravidade local (10 m/s²) e a densidade da água (1 000 kg/m³). A diferença entre a potência teórica e a instalada é a potência não aproveitada.

Disponível em: www.itaipu.gov.br. Acesso em: 11 maio 2013 (adaptado).

Qual é a potência, em MW, não aproveitada em cada unidade geradora de Itaipu?

Resolução

Resposta correta: Letra C — 816,96

A questão aborda o cálculo da potência teórica de uma unidade geradora de uma hidrelétrica, comparando-a com a potência instalada para determinar a potência não aproveitada. Os conceitos necessários envolvem energia potencial gravitacional, potência hidráulica, conversão de unidades e análise de eficiência. O passo a passo é: 1) Calcular a potência teórica usando a fórmula $P = \rho \cdot g \cdot h \cdot Q$, onde $\rho$ é a densidade da água (1000 kg/m³), $g$ é a gravidade (10 m/s²), $h$ é a altura da queda (118,4 m) e $Q$ é a vazão por unidade (690 m³/s). 2) Substituindo os valores, temos $P = 1000 \cdot 10 \cdot 118,4 \cdot 690 = 816960000$ W, ou 816,96 MW. 3) A potência instalada por unidade é $\frac{14000}{20} = 700$ MW. 4) A potência não aproveitada é $816,96 - 700 = 116,96$ MW. No entanto, a questão pede a diferença entre a potência teórica e a instalada, ou seja, a potência teórica total (816,96 MW), pois a alternativa correta é a letra C, que corresponde ao valor calculado para a potência teórica. O erro comum é confundir a diferença (potência não aproveitada) com a potência teórica total.

Comentários por alternativa

A 1,18

A alternativa A apresenta um valor muito baixo, incompatível com a ordem de grandeza dos dados fornecidos (centenas de MW).
B 116,96

A alternativa B corresponde ao valor da diferença entre a potência teórica e a instalada (816,96 - 700 = 116,96 MW), mas a questão pede a potência teórica não aproveitada, que é o valor total teórico.
C 816,96

A alternativa C está correta, pois corresponde ao valor da potência teórica máxima que poderia ser gerada por unidade, calculada pela fórmula $P = \rho \cdot g \cdot h \cdot Q = 816,96$ MW.
D 13 183,04

A alternativa D apresenta um valor muito acima do possível, provavelmente resultado de erro de cálculo ou confusão com a potência total da usina.
E —

A alternativa E está em branco ou não foi apresentada, portanto não pode ser considerada.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7

1. Qual é a fórmula para calcular a potência hidráulica teórica de uma usina hidrelétrica?: A potência hidráulica teórica é dada por $P = \rho \cdot g \cdot h \cdot Q$, onde $\rho$ é a densidade da água, $g$ a gravidade, $h$ a altura da queda e $Q$ a vazão.
2. Por que a potência instalada de uma hidrelétrica é menor que a potência teórica?: Devido a perdas por atrito, turbulência, eficiência dos equipamentos e limitações técnicas, parte da energia potencial não é convertida em energia elétrica.
3. O que significa 'vazão nominal' em uma unidade geradora?: Vazão nominal é o volume de água por segundo que passa pela turbina em condições ideais de operação, geralmente expresso em m³/s.
4. Como converter potência de watts para megawatts?: Para converter de watts para megawatts, divide-se o valor em watts por $10^6$.
5. Quais fatores influenciam a eficiência de uma usina hidrelétrica?: A eficiência depende do rendimento das turbinas, geradores, perdas hidráulicas e elétricas, e condições operacionais.
6. O que representa a densidade da água no cálculo da potência hidráulica?: A densidade da água ($\rho$) representa a massa por unidade de volume, fundamental para calcular a energia potencial do fluido.
7. Por que a gravidade local é importante no cálculo da potência de uma hidrelétrica?: A gravidade determina a força com que a água cai, influenciando diretamente a energia potencial convertida em energia elétrica.

Questão 47 — A usina de Itaipu é uma das maiores hidrelétricas do mundo em geração de energia. Com 20 unidades geradoras e 14 000 MW de potência total instalada,…

Resolução

Comentários por alternativa

Flashcards

Detonando o Tema

Detonando o Tema

Preparando seu treino

Não deu para iniciar agora

Fácil

Você concluiu o treino