Potência, vazão e energia elétrica
Apresentação
No mundo atual, nas residências, o conforto da água encanada e tratada e da energia elétrica é uma realidade. Entretanto, esse serviço tem um custo financeiro e ecológico. Neste conteúdo, pretende-se demonstrar como um banho, sem os devidos cuidados, pode ser dispendioso para a sua família e a natureza.
- Calcular o custo total de um banho de chuveiro elétrico.
- Compreender os conceitos de potência, energia e vazão.
- Interpretar gráficos representativos que envolvam vazão e potência.
Ficha técnica
- Aplicações práticas da Eletrodinâmica
- Até o momento, não foram cadastrados conteúdos relacionados
- Ensino Superior
Créditos
Bibliografia
Espaço do professor
Download das ideias e propostas para este conteúdo.Introdução
No mundo atual, nas residências, o conforto da água encanada e tratada e da energia elétrica é uma realidade. Entretanto, esse serviço tem um custo financeiro e ecológico. São necessárias, em muitas localidades, represas para armazenar água e esta, depois de tratada em redes, é disponibilizada à população. Não de maneira diferente, a energia elétrica também é produzida, utilizando-se outras formas de energia (mecânica, térmica, eólica, etc...) e, em redes de distribuição, é colocada à disposição do usuário. Um confortável banho quente pode desperdiçar esses produtos. Pretende-se demonstrar como um banho, sem os devidos cuidados, pode ser dispendioso para a sua família e a natureza.
Você sabe quanto custa o seu banho?
Se você quer saber quanto custa o banho que você toma todos os dias, movimente-se nesse conteúdo. Ao final, você saberá quanto custa seu banho e poderá planejar melhor seus gastos com energia elétrica e água.
Interaja com alguns conceitos e termos importantes para o cálculo do custo do seu banho.
O que é vazão?
A vazão (representada na equação por Q) pode ser definida como sendo a quantidade volumétrica (representada na equação por V) de um fluido que escoa através da seção de uma tubulação em um intervalo de tempo (representada na equação por Δt). A expressão que nos permite calcular a vazão é (HALLIDAY et al., 1996; TIPLER; MOSCA, 2009):
(Equação 1)
Lembre que a unidade usada no sistema internacional (SI) para Q é m3/s
O que é "Energia Dissipada em um Resistor Elétrico"?
Todos os aparelhos elétricos precisam de energia elétrica (E) para funcionar. Uma vez que recebem energia elétrica, eles sempre a transformam em outro tipo de energia. No caso do chuveiro elétrico, a energia elétrica é transformada em energia térmica.
A grandeza física que mede a rapidez com que a energia elétrica é transformada em outra forma de energia é denominada potência elétrica (P), podendo ser calculada por: P=
ou P = V i, em que "V" é a tensão disponível nas residências, em unidades de joule por segundo (J/s) ou volts (V). Então, a potência do aparelho elétrico depende da quantidade de energia transformada. Quanto mais energia for transformada em um intervalo de tempo, maior será a potência do aparelho.
Quando utilizamos aparelhos resistivos que transformam energia elétrica observamos que eles esquentam. Esse aquecimento é denominado efeito Joule. A energia que é gerada nessa transformação, causando o aquecimento, é denominada energia dissipada. A grandeza física que mede a quantidade de energia dissipada em um determinado intervalo de tempo é denominada potência (Pd). Muitos aparelhos têm a função de transformar (dissipar) a maior parte possível de sua energia elétrica em energia interna (temperatura), como os secadores, o ferro de passar, os fornos e chuveiros elétricos. Para que essa transformação seja possível, esses aparelhos elétricos são constituídos de resistores, dispositivos que transformam energia elétrica em térmica. Assim, a taxa com que a energia é transferida da corrente para o resistor do chuveiro é (HALLIDAY et al., 1996; TIPLER; MOSCA, 2009).
(Equação 2)
Vamos calcular quanto custa o banho que você toma?
Para que você calcule quanto custa o seu banho, é necessário verificar a potência de seu chuveiro e o tempo gasto para seu banho. Tendo essas informações, multiplique a potência do chuveiro (em kW) pelo tempo (em horas), usando a equação de E = PΔt. Com isso você terá a energia elétrica consumida. A companhia de distribuição de energia elétrica estabelece um valor para um kW-h. Sabendo disso, você multiplica a energia elétrica consumida pelo valor cobrado,
(Equação 3)
Para você obter o custo do quilowatt-hora, recomenda-se o site
da Agência Nacional de Energia Elétrica.
Para você obter o custo do metro cúbico de água, recomenda-se
o site da Companhia Riograndense de Saneamento.
Porém, você ainda não tem disponível o custo total do seu banho, sendo necessário, para isto, calcule o volume da água gasto no banho. Usando a equação , você calcula o volume de água consumida e multiplica pelo valor cobrado pela companhia de distribuição de água,
(Equação 4)
Fazendo a soma dos valores da energia elétrica e da água consumida, você terá o valor do custo total de seu banho,
(Equação 5)
Para a realização do cálculo, acesse o Objeto de Aprendizagem "Custo do Banho", na próxima página.
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