(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 7)A evoluo da so

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questão 7)

A evolução da sociedade tem aumentado a demanda por energia limpa e renovável. Tipicamente, uma roda d´água de moinho produz cerca de \(40 kWh\) (ou \(1,4 \times 10^8J\)) diários. Por outro lado, usinas nucleares fornecem em torno de 20% da eletricidade do mundo e funcionam através de processos controlados de fissão nuclear em cadeia.

a) Um sitiante pretende instalar em sua propriedade uma roda d´água e a ela acoplar um gerador elétrico. A partir do fluxo de água disponível e do tipo de roda d´água, ele avalia que a velocidade linear de um ponto da borda externa da roda deve ser v = 2 4 m/s . Além disso, para que o gerador funcione adequadamente, a freqüência de rotação da roda d´água deve ser igual a 0,20 Hz. Qual é o raio da roda d´água a ser instalada? Use π = 3.

b) Numa usina nuclear, a diferença de massa \(\Delta m\) entre os reagentes e os produtos da reação de fissão é convertida em energia, segundo a equação de Einstein \(E = mc^2\), onde \(c = 3 \times 10^8 m/s\). Uma das reações de fissão que podem ocorrer em uma usina nuclear é expressa de forma aproximada por

(1000 g de \(U_{235}\)) + (4 g de nêutrons) → (612 g de \(Ba_{144}\)) + (378 g de \(Kr_{89}\)) + (13 g de nêutrons) + energia.

Calcule a quantidade de energia liberada na reação de fissão descrita acima.