Física

Situação: A Usina Hidrelétrica de Itaipu é uma usina hidrelétrica binacional localizada no Rio Paraná, na fronteira entre o Brasil e o Paraguai, que possui 20 turbinas do tipo francis e vazão nominal de 600 metros cúbicos por segundo com uma altura de 120 metros. Qual é o valor de energia gerado a cada segundo em cada uma das turbinas? Faça uma estimativa de quantas casas poderiam ser atendidas com essa energia.

Obs.: considerar g = 10 m/s2

Dados:

h = 120m Vazão = 600 m³/s g = 10 m/s²

Se 20 turbinas têm vazão de 600 m³/s, vamos descobrir a vazão de 01 turbina:

20 turbinas = 600 m³/s 01 turbina = x

20 x = 600 m³/s

X = (600m³/s)/20

X = 30 m³/s => vazão de 1 turbina

Trata-se de energia potencial gravitacional

(Epg)

Epg = m . h . g, onde: m = massa h = altura g = gravidade

Epg = m . h . g

ΔEpg = Epgf - Epgi

Necessitamos da massa da água; m = massa específica da água m = 1000 kg/m³

Vamos descobrir a massa da água de 1 turbina:

m = m/V

m = m x V

m = 1000 kg/m³ . 30 m³/s

m = 30.000 kg/s

ΔEpg = Epgf – epgi

ΔEpg = m . g . hf – m.g.hi

hi = 0

ΔEpg =m . g . hf – 0

ΔEpg = m . g . hf

ΔEpg = 30.000 kg/s . 10 m/s² . 120 m

ΔEpg = 30.000 kg/s . 1200 m²/s²

ΔEpg = 36.000.000 kg/m/s² . m

ΔEpg = 36 . 106 J

F = m. g = kg . m/s² = N

W = F . ΔS = N/m = J

O valor gerado por cada turbina a cada segundo é 36 . 106 J - 1 MW = 106 . 1 J/s Logo = 36 MW

Faça uma estimativa de quantas casas poderiam ser atendidas com essa energia.

Tomando como “base” que uma casa consume 200kw por mês, com essa energia180 casas poderiam ser atendidas.