Com a crescente demanda por respostas instantâneas, traduções automáticas, assistentes virtuais e recomendações em tempo real, o uso de modelos de Inteligência Artificial aumentou drasticamente. Para garantir esse desempenho, empresas mantêm fazendas de servidores que operam ininterruptamente, exigindo elevado consumo de energia elétrica e sistemas de resfriamento térmico para manter os equipamentos estáveis. Em 2024, o consumo de eletricidade por data centers já representava cerca de $1{,}5\%$ do consumo global de eletricidade.
Disponível em: <https://oglobo.globo.com/economia/tecnologia/noticia/>. Acesso em: jun. 2025. Adaptado.
Considere uma instalação de servidores de IA com potência total de $10{,}0\text{ MW}$, na qual $70\%$ da energia consumida, em um determinado intervalo de tempo, é dissipada na forma de calor e é integralmente armazenada em um fluido refrigerante, de $1000{,}0\text{ kg}$ de massa e calor específico $4{,}0\text{ kJ/(kg·°C)}$.
Com base nessas informações, determine:
A) o consumo de energia elétrica, em joules, dessa instalação de servidores de IA, operando, ininterruptamente, por um minuto. (Pontuação: 0,25)
B) o valor da variação de temperatura, em $^\circ\text{C}$, a que o fluido refrigerante é submetido ao absorver a energia dissipada, durante um minuto de operação dessa instalação, sabendo que o aquecimento não é suficiente para alterar o estado físico desse fluido. (Pontuação: 0,75)
A) A potência é a razão entre energia e tempo:
$P=\dfrac{E}{\Delta t}\Rightarrow E=P\Delta t$.
Com $P=10{,}0\text{ MW}=1{,}0\times10^7\text{ W}$ e $\Delta t=60\text{ s}$:
$E=1{,}0\times10^7\cdot60=6{,}0\times10^8\text{ J}$.
B) Apenas $70\%$ dessa energia é armazenada no fluido:
$Q=0{,}70\cdot6{,}0\times10^8=4{,}2\times10^8\text{ J}$.
Como não há mudança de estado, usamos
$Q=mc\Delta T$.
Com $m=1000\text{ kg}$ e $c=4{,}0\text{ kJ/(kg·°C)}=4{,}0\times10^3\text{ J/(kg·°C)}$:
$\Delta T=\dfrac{4{,}2\times10^8}{1000\cdot4{,}0\times10^3}=105^\circ\text{C}$.