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Unesp 2018) A radiação solar incide sobre o painel coletor de um aquecedor solar de área igual a 2,0 m2 na razão de 600 W/m2, em média.

a) Considerando que em 5,0 minutos a quantidade da radiação incidente no painel transformada em calor é de 180.000 J, calcule o rendimento desse processo.

b) Considerando que o calor específico da água é igual a 4.000 J/(kg · °C) e que 90% do calor transferido para a água são efetivamente utilizados no seu aquecimento, calcule qual deve ser a quantidade de calor transferido para 250 kg de água contida no reservatório do aquecedor para aquecê-la de 20 °C até 38 °C.

Sagot :

luisadecampos0301

Resposta:a) De acordo como enunciado, a radiação solar média no painel de 2 m2 de área é de 600 W/m2. Logo, a potência total incidente no painel é:

Pt = 2 m2 · W/m2 ∴ Pt = 1.200 W

Ainda de acordo com o enunciado, parte dessa energia é transformada em calor (180.000 J a cada 5 minutos, ou seja, a cada 300 s). Logo, a potência útil desse aquecedor pode ser calculada como segue:

começar estilo tamanho matemático 14px P com u subscrito igual a numerador 180.000 espaço J sobre denominador 300 espaço s fim da fração então P com u subscrito igual a 600 espaço W fim do estilo

Portanto, o rendimento do aquecedor solar é:

começar estilo tamanho matemático 14px eta igual a P com u subscrito sobre P com t subscrito igual a numerador 600 espaço W sobre denominador 1200 espaço W fim da fração então eta igual a 50 sinal de percentagem fim do estilo

b) A quantidade de calor necessária para se aquecer 250 kg de água de 20 °C até 38 °C por ser obtida por meio da equação do calor sensível, como segue:

começar estilo tamanho matemático 14px Q igual a m vezes c vezes incremento teta seta dupla para a direita Q igual a 250 espaço k g espaço vezes espaço 4.000 numerador 1 sobre denominador k g espaço vezes espaço sinal de grau C fim da fração vezes abre parênteses 38 sinal de grau C menos 20 sinal de grau C fecha parênteses então Q igual a 18.000.000 espaço J fim do estilo

De acordo com o enunciado, essa quantidade de calor corresponde à apenas 90% do calor Qtotal transferido para a água, que pode ser determinado da seguinte maneira:

Q = 90% · Qtotal ⇒ 18.000.000 J = 90% · Qtotal ∴ Qtotal = 20.000.000 J

Explicação:confia,tá no plurall

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