Q52

Um painel solar plano é utilizado para se montar um sistema de aquecimento de água em uma região da cidade onde a intensidade de luz solar é de 500 W/m2. Esse sistema, depois de instalado, é capaz de transformar apenas 10% da energia solar incidente em calor. Para medir essa eficiência, mediu-se o tempo necessário para se aquecerem 20 litros de água do sistema de 10 °C até 15 °C. Se o tempo medido foi de 2,0 horas, e o calor específico da água é 4,2 J/(g.K), a área do painel solar utilizado, em m2, é, aproximadamente,

(A) 0,6
(B) 1,2
(C) 3,6
(D) 4,2
(E) 7,8

Ver Solução
Gabarito: B.

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Guilherme.NJoão DutraAnanias EmmerickArnon GussMarilson Recent comment authors
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Guilherme.N
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Guilherme.N

*1L = 1Kg de água
Se reparar o calor especifico está em [J/(g.K)] assim a unidade de massa deve estar em g, portanto:
20L=20Kg de água=20000g

*Estamos tratando de delta P portanto (15-10)=5 assim como (288-283)=5

João Dutra
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João Dutra

O calor específico é dado em J/g.K, (Joule por grama*Kelvin) então tem que usar a massa da água em gramas, que será o seu volume multiplicada pelo peso específico da água.
A fórmula é Q=mc(deltaT) onde deltaT é a variação de temperatura. Essa variação será igual, seja ela em Celsius ou Kelvin.

Ananias Emmerick
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Ananias Emmerick

Marilson, pode me explicar, não consegui compreender:
* de onde saiu os 20.000
* porque usou 5 °C e não 5 + 273 = 278 K
Grato.

Arnon Guss
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Arnon Guss

como na prova não pode usar calculadora, nem fiz a ultima conta, a unica resposta plausível seria 1,2

Marilson
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Marilson

Energia (J) = Potência (W) * Tempo (s)

10% Eficiência = 50W/m^2

Q = 20.000 * 4,2 *5 = 420.000 Joules

420.000 = Potência (W)*Tempo(s); Vale destacar que T = 2horas = 2*3600s= 7.200 s

420.000= Potência*7.200 => Potência = 4200/72 = 2100/36 Watts

Temos 50Watts em cada 1m^2

Portanto: 1m^2 ———- 50W
X ———- 2100/36W

X = 2100/(36 *50) = 210/(36*5) = 210/180 = 21/18 = 1,167m^2