Ano 2016#ciencias-natureza

Sobre o tema

A usina hidrelétrica de Itaipu, localizada na fronteira entre Brasil e Paraguai, é uma das maiores do mundo em geração de energia. O princípio de funcionamento de uma hidrelétrica baseia-se na conversão da energia potencial gravitacional da água em energia cinética e, posteriormente, em energia elétrica. A potência teórica disponível em uma turbina hidráulica pode ser calculada pela expressão P = ρ g Q * h, onde ρ é a densidade da água, g a aceleração da gravidade, Q a vazão volumétrica e h a altura de queda. Esse conceito é fundamental para entender a eficiência energética e as perdas envolvidas na geração de eletricidade. Questões sobre esse tema frequentemente aparecem em vestibulares e no ENEM, exigindo do candidato a aplicação direta da fórmula e a interpretação de dados técnicos.

Tópicos relacionados

  • Potência hidrelétrica teórica
  • Fórmula P = ρ g Q h
  • Eficiência de usinas hidrelétricas
  • Conversão de energia potencial em elétrica
  • Cálculo de perdas energéticas

Enunciado

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?

Alternativas

  • A)

    1,18

  • B)

    116,96

  • C)

    816,96

  • D)

    13 183,04

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Perguntas frequentes

Como calcular a potência teórica de uma hidrelétrica?

A potência teórica é dada por P = ρ g Q * h, onde ρ é a densidade da água (1000 kg/m³), g é a aceleração da gravidade (10 m/s²), Q é a vazão em m³/s e h é a altura de queda em metros.

O que significa potência não aproveitada em uma usina hidrelétrica?

É a diferença entre a potência teórica disponível (calculada a partir da energia potencial da água) e a potência instalada (capacidade nominal dos geradores). Essa diferença representa perdas devido a fatores como atrito, turbulência e limitações dos equipamentos.

Por que a potência real é menor que a teórica?

Devido a perdas mecânicas (atrito nas turbinas), perdas hidráulicas (turbulência e atrito na água) e perdas elétricas (resistência nos geradores). A eficiência típica de uma usina hidrelétrica fica entre 80% e 90%.

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