Quando necessário, adote:
aceleração da gravidade na Terra = g = 10 m/s²
massa específica (densidade) da água = 1.000 kg/m³
velocidade da luz no vácuo = c = 3,0 x 10⁸ m/s
calor específico da água ≅ 4J/(ºC.g); (1 caloria ≅ 4 joules)
O ano de 2005 foi declarado o Ano Internacional da Física, em comemoração aos 100 anos da Teoria da Relatividade, cujos resultados incluem a famosa relação E = ∆m.c². Num reator nuclear, a energia provém da fissão do Urânio. Cada núcleo de Urânio, ao sofrer fissão, divide-se em núcleos mais leves, e uma pequena parte, ∆m, de sua massa inicial transforma-se em energia. A Usina de Angra II tem uma potência elétrica de cerca 1350 MW, que é obtida a partir da fissão de Urânio-235. Para produzir tal potência, devem ser gerados 4000 MW na forma de calor Q. Em relação à Usina de Angra II, estime a
a) quantidade de calor Q, em joules, produzida em um dia.
b) quantidade de massa ∆m que se transforma em energia na forma de calor, a cada dia.
c) massa M🇺 de Urânio-235, em kg, que sofre fissão em um dia, supondo que a massa ∆m, que se transforma em energia, seja aproximadamente 0,0008 (8 x 10⁻⁴) da massa M🇺.
E = ∆mc²
Essa relação indica que massa e energia podem se transformar uma na outra. A quantidade de energia E que se obtém está relacionada à quantidade de massa ∆m, que “desaparece”, através do produto dela pelo quadrado da velocidade da luz (c).
NOTE E ADOTE:
Em um dia, há cerca de 9 x 10⁴ s 1 MW = 10⁶ W c = 3 x 10⁸m/s