sábado, 31 de março de 2012

FONTES DE ENERGIA E O ENEM


Tabela comparativa das fontes de energia
Devido ao aumento da população do mundo e uma continuada comparação dos padrões de vida europeus, japoneses, e norte-americanos atuais, há uma previsível demanda de mais energia elétrica. Cada fonte de geração de energia tem vantagens e desvantagens como mostrado na tabela abaixo, veja .

FONTE
VANTAGENS
DESVANTAGENS
Carvão
·        Barato .
·        Fácil de recuperar (nos E. U. e na Rússia).

·        Contribuinte significativo à chuva ácida e a aquecimento.                                              
·        Requer o sistema extensivo de transporte  global.                                            
·        Requer controles de alto custo de poluição do ar (por exemplo mercúrio, dióxido de enxôfre).
Nuclear
·        O combustível é barato.
·        É a fonte a mais concentrada de geração de energia.
·        O resíduo é mais o compacto de toda as fontes.
·        Base científica extensiva para todo o ciclo.
·        Fácil de transportar como novo combustível.                 
·        Nenhum efeito estufa ou chuva ácida.

·        É a fonte de maior custo por causa dos sistemas de emergência, de contenção, de resíduo radioativo e de armazenamento.
·        Requer uma solução a longo prazo para os resíduos armazenados em alto nível na maioria dos países, existindo risco de contaminação nuclear.
·        Proliferação nuclear potencial.
Hidroelétrica
·        Muito barato após a represa ser construída.
·        Investimentos dos governos. Ex. o oeste dos EUA investiu pesadamente na construção de represas. No Brasil o investimento do governo também é considerável.

·        Fonte muito limitada pois depende da elevação da água.
·        Muitas represas disponíveis existem atualmente (não muito como uma fonte futura, dependendo do país).
·        O colapso da represa conduz geralmente à perda de vidas.
·        As represas afetam os peixes (por exemplo as corridas dos salmões, entre outros, até a foz do rio).
·        Os danos ambientais para as áreas inundadas (acima da represa) e rio abaixo.

Gás / Óleo
·        Bom sistema de distribuição para os níveis de uso atuais.
·        Fácil de obter.
·        Melhor fonte de energia para o aquecimento de espaços.

·        Disponibilidade muito limitada como mostrado por faltas durante o inverno nos países frios.
·        Poderia ser o contribuinte principal do aquecimento global.
·        Caro para geração de energia
·        A grande oscilação dos preços conforme a oferta e a demanda.

Vento
·        O vento é grátis, se disponível.
·        Boa fonte para suprir a demanda de bombeamento periódico de água nas fazendas, como já visto em vários países no início do século.

·        Necessita 3x a quantidade de geração instalada para atingir à demanda.
·        Limitado a poucas áreas .
·        O equipamento é caro de se manter.
·        Necessita de armazenamento de energia de alto custo (por exemplo baterias).
·        Altamente dependente do clima - o vento pode danificá-lo durante fortes ventanias ou não girar durante dias, conforme a estação do ano.
·        Pode afetar pássaros e colocá-los em perigo, produz poluição sonora; interfere em transmissões de rádio e TV.
Solar
·        A luz solar é grátis, quando disponível.

·        Limitado às áreas ensolaradas do mundo (muita demanda quando está pouco disponível, por exemplo no aquecimento solar).
·        Requer materiais especiais para espelhos/painéis que pode afetar o meio ambiente.
·        A tecnologia atual requer quantidades grandes de terra para quantidades pequenas de geração da energia e alto custo.
Biomassa
·        A indústria está em sua infância.
·        Poderia criar empregos pois plantas menores poderiam ser usadas.

·        Ineficiente se forem usadas plantas pequenas e dificuldades no estoque e armazenamento.
·        Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global pois o combustível tem baixo índice de contenção de calor.
Combustível a
partir de resíduos

·        O combustível pode ter baixo custo.
·        Poderia criar empregos pois plantas menores poderiam ser usadas.
·        Emissões baixas de dióxido de enxofre.

·        Ineficiente se forem usadas plantas pequenas.
·        Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global pois o combustível tem baixo índice de contenção de calor.
·        As cinzas podem conter metais como o cádmio e chumbo.
·        Libera no ar e nas cinzas substâncias tóxicas como dioxinas e furanas.
Fusão
·        O hidrogênio e o trítio poderiam ser usados como fonte de combustível.
·        Geração mais elevada de energia por unidade de massa do que na fissão.
·        Níveis mais baixos de radiação associados ao processo do que em reatores baseados em fissão.

·        O ponto rentabilidade ainda não foi alcançado após aproximadamente 40 anos de pesquisa de alto custo e as plantas comercialmente viáveis são esperadas para daqui a 35 anos.

Geotérmica
·        Permitem poupar energia.
·        São muito flexíveis.
·        Libertam relativamente menos gases poluentes.

·        Os anti-gelificantes usados nas zonas mais frias são poluentes (produzem CFCs e HCFCs).
·        Elevado custo de manutenção dos canos.
·        A perfuração dos solos para a introdução de canos é dispendiosa se não for usado em pequenas zonas (onde o calor do interior da Terra vem á superfície através de géiseres e vulcões).
Ondas e marés

·        A sua fiabilidade.
·        A constância e previsibilidade da ocorrência das marés.
·        É inesgotável e não poluente.
·        Os custos de instalação são bastante elevados.
·        Grandes impactos ambientais devido à criação da albufeira.
·        Só é produzida energia enquanto existir um desnível entre os níveis de água que se encontram nas partes superior e inferior do muro da barragem.
·        Só podem ser instaladas centrais para produção de eletricidade.
Petróleo
·        Domínio da tecnologia para sua exploração e refino; facilidade de transporte e distribuição.

·        Polui a atmosfera com a liberação de dióxido de carbono, colaborando para o efeito estufa.



Fonte: http://www.cannon.net/~gonyeau/nuclear/why.htm e www.cepa.if.usp.br/energia.
"É nas quedas que o rio cria energia!"- Hermógenes

CURSINHO DA UFC - AULA 1


CAPÍTULO 1

01. C
i = Q/Δt  => 0,2 = Q/30.60  => Q = 0,2.1800 = 360 C.

02. B
i = N.e/Δt  => N = i.Δt/e = 0,1.2.60/1,6.10-19 = 12/1,6.10-19 = 7,5.1019 elétrons.
O.G. = 1019 + 1 = 1020, pois 7,5 > 3,16.

03. D
h = 10-3.103 = 100 = 1 A.
b = 1.60/3 = 20 s.
Q = 6.b.h/2 = 6.1.20/2 = 60 C.
i = Q/Δt = 60/2.60 = 1/2 = 0,5 A.

04. C
I. Como as retas partem do zero e são diretamente proporcionais, podemos considerar como ôhmicos. (Correta)
II. R1 = U1/i1 = 20/0,4 = 50 Ω e R2 = U2/i2 = 40/0,4 = 100 Ω, logo R2 = 2.R1. (Falso)
III. R2 = U2/i2 => 100 = 80/i2 => i2 =80/100 = 0,8 A. (Correta)

05. Não tem no material

06. D
I. Associando os 3 resistores da malha externa, temos: RS = 3.R.
II. Agora, associamos os dois verticais em paralelo, temos: RP = R.3R/(R + 3R) = 3R/4.
III. Assim resta 3 resistores que estão em série, então: REQ = R + 3R/4 + R = 11.R/4 = 11.2/4 = 22/4 = 5,5 Ω.

07. A
Como P = U2/R => U2 = P.R, sendo U1 = U2, então: P1.R1 = P2.R2 =>  P1.R1 = P2.4.R1 =>  P2 = P2/4. (Quatro vezes menor)

08. C
Lâmpada 1: P1 = U1.i1 => 50 = 100.i1  => i1 = 0,5 A.
Lâmpada 2: P2 = U2.i2 => 100 = 100.i2  => i2 = 1 A.
Lâmpada 3: i3 = i1 + i2 = 0,5 + 1 = 2,5 A, então: P3 = U3.i3 = 100.1,5 = 150 W.

09. E
m = 900 g = 0,9 kg.
I. E = m.c.Δθ = 0,9.4.103.(100 – 20) = 9.10-1.4.103.80 = 9.4.8.103 = 288.103 J.
II. P = U2/R = 1202/15 = 14400/15 = 960 W.
III. E = P.Δt => Δt = E/P = 288000/960 = 300 s = 300/60 = 5 min.

10. E
i = Q/Δt  => 5 = Q/1.60  => Q = 5.60 = 300 C.

11. A
Q = b.h = 2.4 = 8 C.

12. B
i = N.e/Δt  = 1011.1,6.10-19/1.10-6 = 1,6.10-2 A.

13. C
i = Q/Δt  => 0,2 = Q/30.60  => Q = 0,2.1800 = 360 C.

14. D
i = Q/Δt  = 6/1.60 = 0,1 A.

15. E
Sabendo que R = ρ.L/A => ρ = R.A/L = R.π.r2/L, temos que ρ2 = 2.ρ1;  L2 = 3.L e r2 = r/3, assim, conforme a questão:
ρ2 = 2.ρ1 => R2.π.(r/3)2/3L = 2.R.π.r2/L => R2.(r2/9) /3 = 2.R. r2 => R2./9  = 6.R  => R2 = 9.6.R = 54R.

16. C
U = R.i => i = U/R = 12/3 = 4 A.

17. D
Aplicando a 1º Lei de Ohm para o algodão temos:
U = Ra∙i
110 = Ra∙5
Ra = 110/5
- Aplicando a 1º Lei de Ohm para o linho temos:
U = Ri∙i
110 = Ri∙8
Ri = 110/8
- Calculando a razão entre os resistores temos:
Ra/Ri = (110/5)/(110/8)
Ra/Ri = 110∙8/110∙5
Ra/Ri = 8/5 = 1,6.

18. A
I. RS = 3 + 9 = 12 Ω.
II. RP = 12.4/(12 + 4) = 48/16 = 3 Ω.
III. RS = 3 + 17 = 20 Ω.
IV. REQ = 20.5/(20 + 5) = 100/25 = 4 Ω.

19. D
I. i1 = U/R1 = 120/10 = 12 Ω.
II. Com relação a i2 e i3, os seus valores são nulos, pois a corrente jamais passaria por R2 ou R3 podendo passar pelo elemento 4, que não tem resistência.
III. Como não passará corrente elétrica nos resistores em paralelo, então VPQ = 0.

20. D
I. Falso, pois a corrente que sai de uma associação em paralelo é a soma das correntes  que por eles passam, sendo assim com um valor maior.
II. Correto.
III. Falso, pois em série a corrente elétrica é constante.

21. A
I. RP = 8.12/(8 + 12) = 96/20 = 4,8 Ω.
II. REQ = 4,8 + 6 + 4,2 = 15 Ω.
III. i = U/REQ = 4,5/15 = 0,3 A.
IV. UP = RP.i = 4,8.0,3 = 1,44 V. Como 8 Ω e 12 Ω estão em paralelo, logo terão a mesma ddp.
V. UP = R12.i12 => i12 = 1,44/12 = 0,12 A.

22. E
P = U.i = 120.30 = 3600 W.
N = 3600/100 = 36 lâmpadas.

23. E
P = U.i = 110.20 = 2200 W = 2,2.103 W.

24. D
Δt = 15 min = 15/60 = 1/4 h = 0,25 h.
E = P.Δt/1000 = 2000.0,25/1000 = 2.0,25 = 0,5 kWh.
R$ = 50.0,5 = 25,00.

25. D
P = U2/R => R = U2/P = 1202/60 = 14400/60 = 240 Ω = 2,4.102 Ω.