Ano 2015#ciencias-natureza

Sobre o tema

O armazenamento de energia é um desafio crucial para a sustentabilidade dos sistemas elétricos, especialmente com fontes renováveis intermitentes. Uma tecnologia promissora é o armazenamento de energia por ar líquido (LAES), que utiliza o excesso de eletricidade para liquefazer gases atmosféricos, como o nitrogênio, e posteriormente regenera a energia quando o líquido é aquecido e expandido. O processo descrito na questão envolve a liquefação do nitrogênio, que requer a remoção de calor e a realização de trabalho sobre o gás. Compreender os conceitos de trabalho, calor e transformações de fase é fundamental para analisar sistemas de armazenamento de energia e suas aplicações na engenharia e na física.

Tópicos relacionados

  • Armazenamento de energia por ar líquido
  • Transformações de fase: liquefação e ebulição
  • Trabalho termodinâmico em gases
  • Ciclo de Rankine e turbinas a gás
  • 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

0.0 (0 avaliacoes)

Avaliar: +1 XP. Favoritar: salva pra revisar. Comentar: +5 XP + 1 credito IA.

Comentarios (0)

Login obrigatorio

Carregando comentarios...

Perguntar pra IA

Perguntas frequentes

Como funciona o armazenamento de energia por ar líquido?

O ar é resfriado e liquefeito usando eletricidade excedente. Quando necessário, o líquido é aquecido, expande-se e aciona turbinas para gerar eletricidade.

Qual é o princípio termodinâmico por trás da liquefação de um gás?

Para liquefazer um gás, é necessário remover calor (resfriamento) e realizar trabalho de compressão, diminuindo sua energia interna e mudando sua fase.

Por que o nitrogênio é o principal componente usado nesse processo?

O nitrogênio compõe cerca de 78% do ar atmosférico, sendo abundante e de baixo custo, além de ter ponto de ebulição baixo (-196°C), adequado para liquefação.

Questões relacionadas