OBF 2014
Uma usina hidrelétrica aproveita o potencial hidráulico existente nos rios para a geração de energia elétrica. Esse potencial hidráulico pode ser criado pela ação da vazão de um rio combinada com os desníveis no relevo em que ele atravessa. Quanto maior for o volume de água e quanto maior sua queda, maior é seu potencial de aproveitamento na geração de eletricidade. O sistema de captação leva a água até a casa de força onde estão instaladas turbinas. A água provoca, no interior das turbinas, o movimento de rotação de bobinas que, na presença de um campo magnético, geram eletricidade. Em 2012 a Central Hidroelétrica de Itaipu, com suas 20 turbinas e 1350 km2 de área inundada, gerou 100000 GWh de energia elétrica, sendo parte dessa energia para o mercado brasileiro e parte para o mercado paraguaio. O volume de água necessário para acionar cada uma das turbinas da Central Hidrelétrica de Itaipu é de cerca de 700 m3 a cada segundo partindo de um desnível médio de 120 m. A figura mostra um diagrama simplificado de uma hidrelétrica.
O duto de captação de água é cônico, o desnível, H, é de 100 m e a água na entrada do duto, em A, tem velocidade de 0,5 m/s. Qual deve ser a razão entre as áreas das seções circulares da entrada, A, e saída, B, do duto para que a diferença de pressão entre A e B seja nula? Desprezar todas as perdas hidráulicas no duto.
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