ENEM 2008

A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem 4.000^oC. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370^oC sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização.
Roger A. Hinrichs e Merllin Kleinbach. Energia e meio ambiente. Ed. ADBR (com adaptações)

Depreende-se das informações acima que as usinas geotérmicas

ENEM 2007

O uso mais popular de energia solar está associado ao fornecimento de água quente para fins domésticos. Na figura ao lado, é ilustrado um aquecedor de água constituído de dois tanques pretos dentro de uma caixa termicamente isolada e com cobertura de vidro, os quais absorvem energia solar.
A. Hinrichs e M. Kelinbach. Energia e meio ambiente. São Paulo: Thompson, 3. ed.,2004, p.529 (com adaptações).

Nesse sistema de aquecimento,

ITA 2008

De acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann, o equilíbrio da atmosfera terrestre é obtido pelo balanço energético entre a energia de radiação do Sol absorvida pela Terra e a reemitida pela mesma. Considere que a energia fornecida por unidade de tempo pela radiação solar é dada por P = A e σ T⁴, em que σ = 5,67 x 10^-8 W m^-2 K^-4; A é a área da superfície do corpo; T a temperatura absoluta, e o parâmetro e é a emissividade que representa a razão entre a taxa de radiação de uma superfície particular e a taxa de radiação de uma superfície de um corpo ideal, com a mesma área e mesma temperatura. Considere a temperatura da média da Terra = 287 K e, nesta situação, e = 1. Sabendo que a emissão de gases responsáveis pelo aquecimento global reduz a emissividade, faça uma estimativa de quanto aumentará a temperatura média da Terra devido à emissão de gases responsáveis pelo aquecimento global, se a emissividade diminuir 8%.
Considere

Unicamp 2007 - 1^a fase

Vários textos da coletânea da prova de redação enfatizam a crescente importância das fontes renováveis de energia. No Brasil, o álcool tem sido largamente empregado em substituição à gasolina. Uma das diferenças entre os motores a álcool e a gasolina é o valor da razão de compressão da mistura ar-combustível. O diagrama ao lado representa o ciclo de combustão de um cilindro de motor a álcool. Durante a compressão (trecho i → f), o volume da mistura é reduzido de V_i para V_f. A razão de compressão r é definida como . Valores típicos de r para motores a gasolina e a álcool são, respectivamente, r_g = 9 e r_a = 11. A eficiência termodinâmica E de um motor é a razão entre o trabalho realizado num ciclo completo e o calor produzido na combustão. A eficiência termodinâmica é função da razão de compressão e é dada por .

a) Quais são as eficiências termodinâmicas dos motores a álcool e a gasolina?
b) A pressão P, o volume V e a temperatura absoluta T de um gás ideal satisfazem a relação constante. Encontre a temperatura da mistura ar-álcool após a compressão (ponto f do diagrama). Considere a mistura como um gás ideal.

Dados:

Fuvest 2009 - 2^a fase

Um grande cilindro, com ar inicialmente à pressão P₁ e temperatura ambiente (T₁ = 300 K), quando aquecido, pode provocar a elevação de uma plataforma A, que funciona como um pistão, até uma posição mais alta. Tal processo exemplifica a transformação de calor em trabalho, que ocorre nas máquinas térmicas, à pressão constante. Em uma dessas situações, o ar contido em um cilindro, cuja área da base S é igual a 0,16 m², sustenta uma plataforma de massa M_A = 160 kg a uma altura H₁ = 4,0 m do chão (situação I). Ao ser aquecido, a partir da queima de um combustível, o ar passa a uma temperatura T₂, expandindo-se e empurrando a plataforma até uma nova altura H₂ = 6,0m (situação II).

NOTE E ANOTE:
PV = nRT; P_atmosférica = P₀ = 1,00 x 10⁵ Pa; 1 Pa = 1 N/m²
Calor específico do ar a pressão constante C_p ≈ 1,0 x 10³ J/(kg-K)
Densidade do ar a 300 K ≈ 1,1 kg/m³

Para verificar em que medida esse é um processo eficiente, estime:
a) A pressão P₁ do ar dentro do cilindro, em pascals, durante a operação. b) A temperatura T₂ do ar no cilindro, em kelvins, na situação II. c) A eficiência do processo, indicada pela razão R = ΔE_p/Q onde ΔE_p é a variação da energia potencial da plataforma, quando ela se desloca da altura H₁ para a altura H₂ e Q, a quantidade de calor recebida pelo ar do cilindro durante o aquecimento.