Admin/Questões/#35 · ENEM 2009
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#35CN · NaturezaENEM - 2009 - 1° Dia
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.

Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os 800 watts/m2 de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 cal g-1 ºC-1 = 4.200 J kg-1 ºC-1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1 m3 (equivalente a 1 t) de água de 20 °C para 100 °C, em uma hora, estará entre
  1. A15 m e 21 m.
    gabarito
  2. B22 m e 30 m.
  3. C105 m e 125 m.
  4. D680 m e 710 m.
  5. E6.700 m e 7.150 m.
Resolução

Calor para aquecimento da água:

Q = mcΔθ

Q = 1000 . 4200 . 80

Q = 336 . 106 J

 

Potência necessária:

P = Q        P = 336 . 106

        Δt                   3600

 

6.x m2 ------------------ 9,3 . 10W

1 m2 ------------------- 800 W

 

x ≅ 19m