Exercícios: Obtenção de energia elétrica e poupança energética

O que é uma usina elétrica? Explique com suas palavras o que nela se faz: de onde vem a eletricidade que ela produz?

Numa usina hidrelétrica há um reservatório com água armazenada em altura, como na figura.

Explique de onde essa usina obtém a energia e que aparelho se move quando a água cai.

Observe o aerogerador da figura:

O que move as pás de um aerogerador? Que energia uma usina eólica aproveita? Em que tipo de locais você acha que essas turbinas eólicas são instaladas?

Os painéis solares dos telhados e dos satélites produzem eletricidade sem se mover nem fazer ruído, como o da figura.

Que energia eles recebem e em que a transformam?

Classifique estas fontes de energia em renováveis e não renováveis: o Sol, o vento, o carvão, a água de uma represa, o gás natural e o urânio. Explique que diferença existe entre os dois grupos.

Ordene estas etapas do percurso da eletricidade até a sua casa: as tomadas do seu quarto, a usina elétrica, os cabos dos postes de alta tensão. Explique o que acontece em cada etapa.

Por que apagar a luz ao sair de um cômodo economiza energia, mesmo que a lâmpada seja fraca? Explique isso pensando no tempo em que ela fica acesa.

Uma lâmpada LED de $10\ \text{W}$ dá a mesma luz que uma lâmpada antiga de $60\ \text{W}$.

1. a) Qual gasta menos energia para dar a mesma luz?
2. b) Quantas vezes gasta mais a antiga do que a LED?

Em uma usina termelétrica acontecem estes processos, mas desordenados: o vapor move uma turbina; queima-se carvão; o gerador produz eletricidade; o calor aquece a água e a converte em vapor.

1. a) Ordene a cadeia do início ao fim.
2. b) Que tipo de energia o carvão tem armazenada antes de ser queimado?

Uma usina nuclear aquece água como uma usina térmica, mas sem queimar nada.

1. a) Que «combustível» uma usina nuclear usa?

1. b) Indique uma vantagem e uma desvantagem desse tipo de usina.

Indique uma vantagem e um inconveniente de cada uma destas usinas: a eólica e a solar. Pense no que acontece nos dias sem vento e durante as noites.

Descreva o percurso completo da eletricidade desde a água armazenada em uma represa até o abajur da sua mesa de cabeceira, indicando todos os passos: o que se move quando a água cai, que aparelho gera a corrente e como ela chega até a sua casa.

Uma aldeia quer se abastecer apenas com painéis solares.

1. a) Que problema terá durante a noite e nos dias muito nublados?
2. b) Proponha duas soluções para ter eletricidade também nesses momentos.

Na sala de estar de uma casa há $5$ lâmpadas acesas.

1. a) Se forem antigas, de $60\ \text{W}$ cada uma, qual potência consomem no total?
2. b) Se forem substituídas por lâmpadas LED de $10\ \text{W}$, que dão a mesma luz, qual potência total consomem agora?
3. c) Quanta potência se economiza com a mudança?

A televisão desligada com o controle remoto fica com uma luzinha vermelha acesa: é o consumo em espera ou «stand-by».

1. a) Você acha que ela gasta energia mesmo parecendo desligada? Justifique a sua resposta.

1. b) Como você conseguiria que ela não gastasse nada sem desmontar a televisão?

Um carregador de celular ligado à tomada, mesmo que não tenha o celular conectado a ele, consome $1\ \text{W}$.

1. a) Quantas horas fica ligado se não for retirado durante uma semana inteira?
2. b) Que energia consome nessa semana, em $\text{Wh}$? Dica: multiplique a potência pelo tempo.

Um vale com um rio caudaloso quer produzir a própria eletricidade e hesita entre uma barragem hidrelétrica e uma usina termelétrica a gás.

1. a) Indique uma vantagem de cada opção.
2. b) Indique um inconveniente de cada opção.
3. c) Qual você escolheria para o vale? Justifique a sua escolha com as respostas anteriores.

Na natureza quase não encontramos eletricidade «livre» pronta para usar, exceto os relâmpagos: é necessário produzi-la transformando outras energias.

1. a) Escreva a cadeia completa de transformações de uma usina termelétrica, desde a energia armazenada no carvão até a eletricidade.
2. b) Explique, com essa cadeia, por que dizemos que a eletricidade é muito cômoda de usar, mas precisa ser sempre «paga» com outra energia.

A família da Nadia instala painéis solares no telhado, mas continua ligada à rede elétrica.

1. a) Por que eles não se desligam totalmente da rede?
2. b) O que você acha que acontece com a energia que sobra ao meio-dia de um dia de sol?
3. c) Que vantagem há em continuar ligado à rede, além de ter painéis?

O roteador de internet consome $10\ \text{W}$ e fica ligado o dia todo, todos os dias do ano.

1. a) Quanta energia ele gasta em um dia, em $\text{Wh}$?
2. b) Quanta energia ele gasta em um ano de $365$ dias, em $\text{Wh}$?
3. c) Converta o resultado anual para $\text{kWh}$, sabendo que $1\ \text{kWh} = 1000\ \text{Wh}$.

A Andrea diz: «Deveríamos produzir toda a eletricidade com energias renováveis». O Bruno responde: «Não é possível, porque o Sol e o vento às vezes falham».

1. a) Explique em que cada um tem razão.
2. b) Cite duas formas de armazenar ou obter energia para os momentos em que o Sol e o vento falham.
3. c) Com qual opinião você concorda mais? Apresente argumentos que justifiquem a sua resposta.

Os eletrodomésticos têm uma etiqueta de eficiência energética com uma letra, de A (os mais eficientes) a G (os menos eficientes), como a da figura.

1. a) Entre duas geladeiras do mesmo tamanho, uma de classe A e outra de classe F, qual você compraria pensando na conta de luz?
2. b) A de classe A custa mais na hora da compra; por que pode compensar a longo prazo?
3. c) Por que a eficiência importa tanto justamente na geladeira, que fica ligada $24$ horas por dia?

Redija um plano de economia de energia para a sua escola com quatro medidas (pense em iluminação, aquecimento, computadores e persianas).

1. a) Explique por que cada medida economiza energia.
2. b) Qual das suas medidas você acha que economizará mais? Justifique a resposta.

Uma região produz a sua eletricidade assim: $40\ \%$ em usinas hidrelétricas, $30\ \%$ em usinas eólicas, $20\ \%$ em usinas solares e $10\ \%$ em uma usina termelétrica. Observe o gráfico:

1. a) Qual é a porcentagem de eletricidade renovável?
2. b) Se a região produz $2000\ \text{GWh}$ por ano, quantos $\text{GWh}$ correspondem à eólica?
3. c) Quantos $\text{GWh}$ renováveis ela produz no total?