(IME - 2009/2010) As situaes 1 e 2 da figura apres

(IME - 2009/2010) As situações 1 e 2 da figura apresentam uma caldeira que fornece vapor sob pressão a uma turbina, a fim de proporcionar a sua rotação. A turbina está ligada solidariamente ao Gerador 1 por meio de seu eixo, que gera a energia elétrica E₁. O vapor expelido é aproveitado para impulsionar as pás de um sistema de geração eólico, que são acopladas por meio de seu eixo ao Gerador 2, que gera a energia elétrica E₂.

Determine:

a) a energia a ser fornecida pelo aquecedor à caldeira, em função de E₁ e E₂, mantidas constantes, nas seguintes situações:

• Situação 1: As energias E₁ e E₂ são utilizadas para atender o consumidor final.

• Situação 2: Toda a energia elétrica E₂ é utilizada por um conversor eletrotérmico, mantendo E₁ com a mesma destinação da situação 1.

b) o rendimento do sistema para as duas situações.

c) a potência térmica necessária a ser fornecida pelo aquecedor, a fim de permitir que um sistema de bombeamento eleve 1000 m³ de água a uma altura de 100 m em 4 horas, utilizando as energias E₁ e E₂ da situação 1.

 Dados:

• rendimentos:

− caldeira: 40 %

− turbina: 60 %;

− gerador 1: 70%;

− das pás (gerador eólico): 30 %;

− gerador 2: 50 %;

− conversor eletrotérmico: 50 %;

− sistema de bombeamento de água: 70 %;

• massa específica da água: 1 kg/L;

• aceleração da gravidade: 10 m/s²