O fenômeno “El Niño”, que causa anomalias climáticas nas Américas e na Oceania, consiste no aumento da temperatura das águas superficiais do Oceano Pacífico.
A) Suponha que o aumento de temperatura associado ao “El Niño” seja de $2\text{ ºC}$ em uma camada da superfície do oceano de $1500\text{ km}$ de largura, $5000\text{ km}$ de comprimento e $10\text{ m}$ de profundidade. Lembre que $Q=mc\Delta T$ . Considere o calor específico da água do oceano $4000\text{ J/kgºC}$ e a densidade da água do oceano $1000\text{ kg/m}^3$. Qual a energia necessária para provocar este aumento de temperatura?
B) Atualmente o Brasil é capaz de gerar energia elétrica a uma taxa aproximada de $60\text{ GW}$ ($6{,}0x10^{10}\text{ W}$). Se toda essa potência fosse usada para aquecer a mesma quantidade de água, quanto tempo seria necessário para provocar o aumento de temperatura de $2\text{ ºC}$?
Resolução
A) Convertendo as dimensões da camada de água para o SI:
$1500\text{ km}=1{,}5\times10^6\text{ m}$
$5000\text{ km}=5{,}0\times10^6\text{ m}$.
O volume da camada é
$V=(1{,}5\times10^6)(5{,}0\times10^6)(10)=7{,}5\times10^{13}\text{ m}^3$.
Com densidade $\rho=1000\text{ kg/m}^3$:
$m=\rho V=1000\cdot7{,}5\times10^{13}=7{,}5\times10^{16}\text{ kg}$.
Usando $Q=mc\Delta T$:
$Q=(7{,}5\times10^{16})(4000)(2)$.
$Q=6{,}0\times10^{20}\text{ J}$.
Logo, a energia necessária é $6{,}0\times10^{20}\text{ J}$.
B) A potência disponível é
$P=6{,}0\times10^{10}\text{ W}$.
Como $P=\dfrac{E}{\Delta t}$:
$\Delta t=\dfrac{6{,}0\times10^{20}}{6{,}0\times10^{10}}=1{,}0\times10^{10}\text{ s}$.
Em anos:
$\Delta t\approx\dfrac{1{,}0\times10^{10}}{365\cdot24\cdot3600}\approx317\text{ anos}$.
Portanto, seriam necessários $1{,}0\times10^{10}\text{ s}$, aproximadamente 317 anos.
