FUVEST DISCURSIVAS - 2022 - Questão F002

\BEGIN{CENTER} \HRULEFILL \BEGIN{LARGE} F02 \END{LARGE} \BEGIN{FOOTNOTESIZE} A CONVERSAO DE ENERGIA MECANICA DAS ONDAS DO MAR E UMA PROMISSORA FONTE ALTERNATIVA DE ENERGIA LIMPA, E VARIOS PROTOTIPOS TEM SIDO DESENVOLVIDOS PARA ESTE FIM. UMA DAS POSSIVEIS APLICACOES E O USO DE CAMARAS DE AR PRESSURIZADAS QUE USEM A OSCILACAO DAS ONDAS DO MAR PARA FAZER GIRAR O EIXO DE UM DINAMO OU DE UMA TURBINA, GERANDO ENERGIA ELETRICA. CONSIDERE O ESQUEMA MOSTRADO NA FIGURA: UMA BOIA FLUTUA NO MAR E SEU MOVIMENTO VERTICAL FAZ MOVER O PISTAO 1 DE AREA A QUE COMPRIME O AR EM UMA CAMARA PRESSURIZADA A UMA PRESSAO P_0. A DISTANCIA MAXIMA ENTRE O PISTAO 1 E O TOPO DA CAMARA E L. UM SEGUNDO PISTAO (PISTAO 2) DE AREA A/10 COLOCADO HORIZONTALMENTE NA LATERAL SUPERIOR DA CAMARA E ACOPLADO A UM MECANISMO QUE FAZ GIRAR UM DINAMO. \BEGIN{CENTER} \END{CENTER} CONSIDERE INICIALMENTE QUE AMBOS OS PISTOES SAO LIVRES PARA SE MOVIMENTAREM SEM ATRITO E QUE A PRESSAO E A TEMPERATURA DO GAS NO INTERIOR DA CAMARA NAO SE ALTEREM SIGNIFICATIVAMENTE. A) SE AS ONDAS DO MAR FOREM ONDAS PERFEITAMENTE HARMONICAS COM VELOCIDADE DE 3 M/S E A DISTANCIA ENTRE AS CRISTAS FOR DE 5 M, CALCULE O PERIODO DE ROTACAO DO DINAMO. B) SE A AMPLITUDE DAS ONDAS DO MAR E H, CALCULE A DISTANCIA HORIZONTAL MAXIMA D PERCORRIDA PELO PISTAO 2. CONSIDERE AGORA UMA SITUACAO EM QUE O GERADOR E DESATIVADO, TRAVANDO-SE O PISTAO 2, DE MODO QUE ELE NAO POSSA SE MOVER. C) CALCULE A PRESSAO MAXIMA NA CAMARA CONSIDERANDO QUE A TEMPERATURA DO GAS EM SEU INTERIOR NAO VARIE. EXPRESSE SUA RESPOSTA EM TERMOS DA PRESSAO INICIAL NA CAMARA P_0, E DE L E H. \BEGIN{TCOLORBOX}[HBOX] \BEGIN{SCRIPTSIZE} NOTE E ADOTE: CONSIDERE O GAS NO INTERIOR DA CAMARA COMO SENDO IDEAL E EM EQUILIBRIO TERMODINAMICO EM TODAS AS ETAPAS DO PROCESSO. \END{SCRIPTSIZE} \END{TCOLORBOX} \HRULEFILL \END{FOOTNOTESIZE} \END{CENTER} \BEGIN{CENTER} \END{CENTER}