As situações 1 e 2 da figura apresentam uma caldeira que fornece vapor sob pressão a uma turbina, a fim de proporcionar a sua rotação. A turbina está ligada solidariamente ao Gerador 1 por meio de seu eixo, que gera a energia elétrica E₁. O vapor expelido é aproveitado para impulsionar as pás de um sistema de geração eólico, que são acopladas por meio de seu eixo ao Gerador 2, que gera a energia elétrica E₂.

Determine:

a) a energia a ser fornecida pelo aquecedor à caldeira, em função de E₁ e E₂, mantidas constantes, nas seguintes situações:

• SITUAÇÃO 1:
As energias E₁ e E₂ são utilizadas para atender o consumidor final.

• SITUAÇÃO 2:

Toda a energia elétrica E₂ é utilizada por um conversor eletrotérmico, mantendo E₁ com a mesma destinação da SITUAÇÃO 1.

b) o rendimento do sistema para as duas situações.

c) a potência térmica necessária a ser fornecida pelo aquecedor, a fim de permitir que um sistema de bombeamento eleve 1000 m³ de água a uma altura de 100 m em 4 horas, utilizando as energias E₁ e E₂ da SITUAÇÃO 1.

Dados:
• rendimentos:
− caldeira: 40 %
− turbina: 60 %;
− gerador 1: 70%;
− das pás (gerador eólico): 30 %;
− gerador 2: 50 %;
− conversor eletrotérmico: 50 %;
− sistema de bombeamento de água: 70 %;
• massa específica da água: 1 kg/L;
• aceleração da gravidade: 10 m/s².