(Enem 2009) O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação – potência solar incidente na superfície da Terra – seja de 800 watts/m2. Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão.
Nesses coletores solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400°C. O calor desse óleo é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica.
a) 15 m e 21 m.
b) 22 m e 30 m.
c) 105 m e 125 m.
d) 680 m e 710 m.
e) 6.700 m e 7.150 m.
Resolução
Primeiramente, precisamos calcular o calor (Q) necessário para aquecer 1 tonelada (1.000 kg) de água de 20 ºC para 100 °C. Para isso, vamos utilizar a seguinte fórmula:
onde:
- Q = calor
- m = massa
- c = calor específico
- ∆T = variação da temperatura
Então, substituindo os valores informados no enunciado, temos:
Podemos calcular a potência empregada no aquecimento da água, para isso basta dividirmos o calor, calculado anteriormente, pelo intervalo de tempo que, segundo o enunciado, é de 1 hora (3.600 segundos).
De acordo com o enunciado, a insolação na região é igual a 800 watts por metro quadrado. Assim, podemos calcular a área na qual a potência solar seja igual ao calor necessário para aquecer 1 tonelada de água.
Por fim, para encontrar o comprimento linear (C) do refletor, basta utilizar a fórmula da área de um retângulo, e substituir os valores conhecidos, como mostrado abaixo.
Portanto, a alternativa com a resposta correta é a letra A.
Gabarito: LETRA A
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