Aula 4 - UNESP Sorocaba

Recursos Energéticos e Meio
Ambiente (REMA)
Engenharia Ambiental
1º semestre/2017
MECÂNICA DA ENERGIA
(CONTINUAÇÃO)
Capítulo 2
HINRICHS, R.A. e KLEINBACH, M. Energia e Meio Ambiente. 4ª. Ed.
São Paulo: Ed. Thompson, 2011.
Se é realizado trabalho sobre um corpo, existe um
deslocamento, ou seja, um movimento.
Então, para que ocorra este movimento, teve-se
que fornecer energia para o corpo, que leve a
uma variação da sua energia cinética.
Energia é a capacidade de se realizar trabalho.
+
= ∆
+∆
+∆
A energia total de um corpo pode ser aumentado pela realização
de trabalho ou pela adição de calor.
Primeira Lei da Termodinâmica
Potência é a taxa com que se realiza trabalho.
potência=
potência=
A unidade de potência no SI é J/s ou W (watt)
Quando se trabalha com motores é comum se utilizar a medida do
sistema inglês que é o cavalo-vapor (hp).
1 hp = 746 W
No caso da energia elétrica, a potência está
associada a força elétrica.
Como a força elétrica é uma força
conservativa, é possível se definir um
potencial elétrico.
Como no caso do campo gravitacional, é
possível se definir uma função energia
potencial elétrica.
=− .
deslocamento
força que
age em
uma carga
#"
como:
=!
têm-se:
"#
!"
diferença de potencial dV
!
=− .
' − ' = −(
.
!#
"#
!"
= !# . $ # &
%
' − ' = −(
.
A diferença de potencial é o negativo do
trabalho realizado pelo campo elétrico, por
unidade de carga, em uma carga que se move
do ponto a para o ponto b, ao longo de
qualquer caminho.
O trabalho realizado pela força elétrica é:
como:
=∆
∆
= ∆'
!
tem-se que:
= !. ∆'
A potência elétrica é:
!. ∆'
)=
∆*
) = +. ∆'
potência=
corrente i
CUIDADO! Em alguns livros usa-se
U ou V ao invés de ∆V
Para se salientar que no caso do setor elétrico
a potência se refere a potência elétrica, na
unidade de potência pode-se acrescentar a
letra e, ficando We (Watt “elétrico”)
Exercícios
Qual a potência de uma lâmpada que contêm uma
resistência de 484 Ω ligada na rede de 220 V?
O que ocorre com a potência se esta lâmpada for
ligada em uma rede de 110 V?
Quanto custa tomar um banho de 20 minutos em um
chuveiro com potência de 6800 W, sabendo que a
tarifa da energia elétrica é de R$ 0,5892/kWh?
Maiores hidroelétricas do mundo
Belo Monte/Brasil
Três Gargantas/China
Itaipu/Brasil-Paraguai
Maiores hidroelétricas do mundo
Guri/Venezuela
Grand Coulee/
Estados Unidos
Tucuri I e II/Brasil
Maiores hidroelétricas do mundo
1. Três Gargantas/China – 18.200 MW = 18,2.103
MJ/s
2. Itaipu/Brasil-Paraguai – 14.000MW
3. Belo Monte/Brasil – 11.233 MV
4. Guri/Venezuela – 10.200 MW
5. Tucuri I e II/Brasil – 8.370 MW
6. Grand Coulee/Estados Unidos – 6494 MW/
Quanto seria necessário se queimar de
petróleo para se gerar a mesma quantidade
de energia que Itaipu?
1 tep (toe) = 11,63x103 kWh
1 tep (toe)/h = 11,63x103 kW
14.000/ .
1.204*&2/ℎ.
"
/
11,63MW
"
0,146tep
=1204 tep/h
= 8245 barris/h
Considerando uma eficiência de 40% na geração de energia elétrica
a partir de uma termoelétrica
494 mil barris por dia
5%
Consumo mundial (2015): 95000 mil barris por dia
Unidades
1 barril de petróleo = 42 galões americanos
1 galão americano = 3,78 l
1 barril de petróleo = 159 l
1 btu = 252 calorias
1 caloria = 4,186 J
1 btu é a quantidade de energia necessária para aumentar
em 1 grau F a temperatura de 1 lb de água
1 tep (toe) = 11,63x103 kWh
1 hp = 746 W
Recolhimento de tarefas
Pay back da lâmpada LED
Estudo quantitativo de quanto o grupo iria
economizar
de
energia
se
fossem
implementadas as ações proposta pelo grupo
Tarefa de casa para 16/03
• Ler capítulo 3 do livro
• Assistir ao vídeo “Caminhos da Energia - Episódio 09 - Soluções
em eficiência energética e sustentabilidade” no youtube
https://www.youtube.com/watch?v=FbMWuK03ta4.
Preste
atenção no intervalo.
• Ler o artigo “Eficiência energética como forma de atender a
demanda de consumo de energia” disponível no site da
disciplina.
Tarefa de casa para 16/03
• Escolha uma hidroelétrica no Brasil e outra em qualquer país do
mundo e obtenha as seguinte informações:
- Localização
- Potencial nominal
- Altura da barragem
- Área superficial do lago
Definição de um gerente da atividade.