PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 48 do ENEM PPL 2010

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Fontes de energia e transformações energéticas

No nosso dia a dia deparamo-nos com muitas tarefas pequenas e problemas que demandam pouca energia para serem resolvidos e, por isso, não consideramos a eficiência energética de nossas ações. No global, isso significa desperdiçar muito calor que poderia ainda ser usado como fonte de energia para outros processos. Em ambientes industriais, esse reaproveitamento é feito por um processo chamado de cogeração. A figura a seguir ilustra um exemplo de cogeração na produção de energia elétrica.

Esquema intitulado Cogeração de Energia Elétrica. Uma seta vertical para cima indica "Entrada de combustível" entrando em "Gerador a diesel". Deste gerador, sai uma seta para a esquerda para "Energia elétrica primária" e uma linha conectora para "Recuperação de calor". Da recuperação de calor, há uma saída para "Gases de exaustão" e outra para "Vapor". O vapor segue para "Turbina e gerador", que produz "Energia elétrica secundária".

HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente.
São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado).

Em relação ao processo secundário de aproveitamento de energia ilustrado na figura, a perda global de energia é reduzida por meio da transformação de energia

  1. A
    térmica em mecânica.
  2. B
    mecânica em térmica.
  3. C
    química em térmica.
  4. D
    química em mecânica.
  5. E
    elétrica em luminosa.
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Resolução comentada

Cogeração é reaproveitar o calor que seria desperdiçado em um processo para alimentar um segundo processo. Na figura, o gerador a diesel é o processo primário: ele queima o combustível e produz energia elétrica primária, mas também libera muito calor.

O processo secundário é o que a questão pede. Acompanhe a sequência:

  1. O calor do gerador passa pela recuperação de calor e aquece a água, que vira vapor. Aqui há energia térmica.
  2. O vapor, com pressão e temperatura altas, empurra as pás da turbina, que gira. A energia térmica do vapor virou energia de movimento, ou seja, mecânica.
  3. A turbina gira o gerador, que converte a energia mecânica em energia elétrica secundária.

A perda global diminui porque o calor, que seria jogado fora, passa a gerar mais eletricidade. A transformação que viabiliza esse reaproveitamento é a de energia térmica (do vapor) em energia mecânica (da turbina).

A transformação química em térmica ocorre no gerador a diesel, que é o processo primário, e não no secundário. Já a mecânica em térmica seria o caminho inverso, como o atrito.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BInverte o sentido: no processo secundário o calor vira movimento da turbina, e não o contrário.
  • CA queima do combustível (química em térmica) ocorre no gerador a diesel, que é o processo primário, não no secundário.
  • DA energia química do diesel é usada no gerador primário; o processo secundário parte do calor residual, não de energia química.
  • ENão há geração de luz no esquema; a energia elétrica é o produto final, não algo transformado em luz.

Assuntos: Fontes de energia e transformações energéticas, Máquinas térmicas e segunda lei da termodinâmica.

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