PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 55 do ENEM PPL 2011

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

Esquema de corte transversal de uma usina hidrelétrica. O reservatório de água na represa é indicado pelo ponto I. A água desce pela admissão e passa pelo duto indicado pelo ponto II, atingindo a turbina na base. A turbina está conectada ao gerador no ponto III, situado na usina geradora junto ao transformador, de onde partem as linhas de energia.

Disponível em: http://static.hsw.com.br. Acesso em: 26 abr. 2010 (adaptado).

A figura respresenta o processo mais usado nas hidrelétricas para obtenção de energia elétrica no Brasil. As transformações de energia nas posições \text{I} \rightarrow \text{II} e \text{II} \rightarrow \text{III} da figura são, respectivamente,

  1. A
    energia cinética \rightarrow energia elétrica e energia potencial \rightarrow energia cinética.
  2. B
    energia cinética \rightarrow energia potencial e energia cinética \rightarrow energia elétrica.
  3. C
    energia potencial \rightarrow energia cinética e energia cinética \rightarrow energia elétrica.
  4. D
    energia potencial \rightarrow energia elétrica e energia potencial \rightarrow energia cinética.
  5. E
    energia potencial \rightarrow energia elétrica e energia cinética \rightarrow energia elétrica.
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Resolução comentada

Em uma hidrelétrica, a energia passa por três formas até chegar à rede elétrica. Vale lembrar dois conceitos:

  • Energia potencial gravitacional: a que a água tem por estar em uma altura elevada (E_p = mgh).
  • Energia cinética: a que a água tem por estar em movimento (E_c = \frac{mv^2}{2}).

Agora, trecho por trecho da figura:

  1. I → II: em I, a água está parada no reservatório, no alto da represa, com energia potencial gravitacional. Ao descer pelo duto, ela perde altura e ganha velocidade. Logo, a energia potencial se transforma em energia cinética.
  2. II → III: a água em alta velocidade bate nas pás da turbina e a faz girar. A turbina está ligada ao gerador (III), que converte o movimento de rotação em corrente elétrica, por indução eletromagnética. Logo, a energia cinética se transforma em energia elétrica.

A sequência é: potencial → cinética (I → II) e cinética → elétrica (II → III).

Isso corresponde à alternativa em que a primeira transformação é potencial → cinética e a segunda é cinética → elétrica.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AInverte a ordem: coloca cinética → elétrica em I → II e potencial → cinética em II → III.
  • BTroca as formas: a água no reservatório tem energia potencial, que vira cinética, e não o contrário.
  • DA energia potencial não vira elétrica direto em I → II; antes ela vira cinética na descida.
  • EErra a primeira etapa, pois I → II não é potencial → elétrica; a conversão em elétrica só ocorre no gerador.

Assuntos: Fontes de energia e transformações energéticas, Energia mecânica e sua conservação.

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