Sobre o tema
O armazenamento de energia elétrica excedente é um desafio crucial para a eficiência dos sistemas elétricos. Uma técnica inovadora envolve a liquefação de nitrogênio atmosférico, processo que consome energia para comprimir e resfriar o gás até que se torne líquido. Esse método, conhecido como armazenamento de energia por ar líquido (LAES), permite que a energia seja armazenada na forma de potencial termodinâmico e posteriormente recuperada quando o nitrogênio é reaquecido e expandido, acionando turbinas. A questão aborda justamente o momento em que a energia é armazenada: durante a liquefação, quando se realiza trabalho sobre o gás para vencer as forças intermoleculares e condensá-lo. Compreender esse princípio é fundamental para entender sistemas de armazenamento de energia em larga escala.
Tópicos relacionados
- Armazenamento de energia por ar líquido (LAES)
- Liquefação de gases e trabalho termodinâmico
- Ciclo de Rankine e recuperação de energia
- Propriedades do nitrogênio e sua liquefação
- Eficiência energética em sistemas de armazenamento
Enunciado
O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada ate -198°C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica.
MACHADO, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br. Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado).
No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela
Alternativas
- A)
Expansão do nitrogênio durante a ebulição.
- B)
Absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição.
- C)
Realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
- D)
Retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento.
- E)
Liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação
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Perguntas frequentes
O que é armazenamento de energia por ar líquido (LAES)?
É uma tecnologia que usa eletricidade excedente para liquefar ar atmosférico (principalmente nitrogênio), armazenando energia como potencial térmico. Quando necessário, o ar líquido é aquecido e expandido para gerar eletricidade.
Por que o nitrogênio é o principal componente usado no processo?
O nitrogênio constitui cerca de 78% do ar atmosférico e tem ponto de ebulição muito baixo (-196°C), o que permite sua liquefação com consumo de energia relativamente menor que outros gases.
Em que etapa do processo a energia elétrica é armazenada?
A energia é armazenada durante a liquefação, quando se realiza trabalho sobre o gás (compressão e resfriamento) para convertê-lo em líquido, aumentando sua energia potencial.