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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 127 do ENEM PPL 2021

2º dia · Ciências da Natureza · H23 · Física: Hidrodinâmica: vazão e Bernoulli

Para gerar energia elétrica em uma hidrelétrica é necessário integrar a vazão do rio, a quantidade de água disponível em determinado período de tempo e os desníveis do relevo, sejam eles naturais, como as quedas-d’água, ou criados artificialmente. Existem dois tipos de unidades de geração de energia: acumulação e fio-d’água. As unidades de acumulação são localizadas em locais com altas quedas-d’água e, dado o seu grande porte, permitem o acúmulo de grande quantidade de água. As unidades a fio-d’água geram energia com o fluxo de água do rio, ou seja, pela vazão com mínimo ou nenhum acúmulo do recurso hídrico.

Em uma região existem rios com potencial para geração de energia. No intuito de construir uma unidade de fio-d’água, deve-se comparar as características desses rios.

Atlas de energia elétrica do Brasil. Disponível em: www.fisica.net. Acesso em: 4 dez. 2018 (adaptado).

A principal grandeza física desses rios que deve ser observada é o(a)

  1. A
    velocidade de correnteza maior.
  2. B
    deslocamento vertical do relevo maior.
  3. C
    área de seção transversal do leito menor.
  4. D
    volume de água por unidade de tempo menor.
  5. E
    quantidade de massa de água por unidade de tempo menor.
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Resolução comentada

A vazão indica o volume de água que atravessa uma seção do rio por unidade de tempo:

Q=\frac{\Delta V}{\Delta t}.

Como uma usina a fio-d’água praticamente não armazena água, sua geração depende do fluxo que o rio fornece continuamente. Por isso, interessa uma vazão elevada, e não um volume menor de água passando a cada segundo.

A vazão também pode ser calculada pela relação

Q=A\,v,

em que A é a área da seção transversal do rio e v é a velocidade média da correnteza. Assim, para uma mesma área de seção, uma correnteza mais rápida corresponde a uma vazão maior, favorecendo a geração de energia.

O desnível também influencia a energia obtida em uma hidrelétrica, mas não é a característica principal destacada para a escolha da unidade a fio-d’água. Já reduzir a área da seção ou o fluxo de volume ou de massa não garante maior disponibilidade de água.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BEmbora o desnível influencie a geração, não é o critério principal destacado para a unidade a fio-d’água, que depende do fluxo do rio.
  • CUma seção transversal menor não garante maior vazão e, para a mesma velocidade, reduz o fluxo de água.
  • DUm volume menor por unidade de tempo significa menor vazão, desfavorecendo a geração.
  • EUma massa menor de água por unidade de tempo representa menor fluxo disponível para gerar energia.

Assunto: Hidrodinâmica: vazão e Bernoulli.

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