Questão 20000
(Faap-SP) Num coletor solar, uma folha metálica de cor negra absorve a radiação solar, que se transforma em calor, utilizado no aquecimento da água contida no tanque de armazenamento.
Num certo local, a intensidade média da radiação solar incidente é de (ou seja, 500 J de energia solar atingem 1 m2 da superfície da Terra a cada segundo). Deseja-se aquecer 200 litros de água de 10 °C a 50 °C em 8 h. Sabendo-se que esse processo tem rendimento de 40%, a área útil do coletor solar deve ter um valor mais próximo de:
Dados para a água:
d = 1 kg/.
20 m2.
27 m2.
13 m2.
6 m2.
2 m2.
Gabarito:
6 m2.
Resolução:
Resolução 1:
A intensidade da radiação solar é a quantidade de energia por tempo e por área que incide num certo local. Assim, multiplicando esse valor pela área do local, teremos a energia por tempo que chega lá, ou seja, a potência que chega lá. Ainda mais, se multiplicarmos esse resultado pelo tempo teremos a energia que chegou lá nesse período de tempo escolhido, ou seja, no caso do sol, a quantidade calor incidido naquela área e naquele período de tempo.
Como o rendimento é de 40% e esse calor coletado é usado para aquecer água, temos ainda:
Assim, substituindo Q, temos:
E usando os valores dados no problema:
Resolução 2:
Por metro quadrado:
Aplicando o calor sensível:
Fazendo uma regra de três: se para 1m² temos 200 W, para quantos m² teremos 1111,1 W?