25 pontos
Que tamanho de placa solar é preciso para tomar um bom banho? Um bom banho é “um mundo de água quente”. Digamos que um mundo de água quente são
minuto e que a água é esquentada de 30 C .
A energia que chega na Terra vinda do Sol é
, assuma que a eficiência que essa energia é absorvida é de
.
(a) (10) Calcule quanta energia é necessária para esquentar
de água de 10 C para 40 C .
(b) (5) Qual a potência necessária para o nosso bom banho de
minuto?
(c) (10) Que área precisa ter a placa solar que entrega toda essa energia para a água.
Que tamanho de placa solar é preciso para tomar um bom banho? Um bom banho é “um mundo de água quente”. Digamos que um mundo de água quente são
A energia que chega na Terra vinda do Sol é
(a) (10) Calcule quanta energia é necessária para esquentar
(b) (5) Qual a potência necessária para o nosso bom banho de
(c) (10) Que área precisa ter a placa solar que entrega toda essa energia para a água.
Passo 1
O enunciado pede três coisas para um chuveiro de fluxo de
:
- A energia necessária para aquecer
de água de a . - A potência correspondente a esse aquecimento em regime de
. - A área de placa solar, com irradiância de
e eficiência de , capaz de fornecer essa potência.
Para resolver usaremos a fórmula da quantidade de calor
onde
é a massa da água,
é o calor específico da água e
é a variação de temperatura.
Passo 2
Calcular a energia
para aquecer
de água (
) de
a
, ou seja,
:
Passo 3
Converter essa energia em potência para um fluxo de
. Um minuto tem
, logo
Passo 4
Determinar a potência entregue por metro quadrado de placa solar com irradiância
e eficiência
:
Passo 5
Calcular a área
necessária para obter
com
:
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)