O aproveitamento da luz solar como fonte de energia renovável tem aumentado significativamente nos últimos anos. Uma das aplicações é o aquecimento de água (Pagua= 1kg/l) para uso residencial. Em um local, a intensidade da radiação solar efetivamente captada por um painel solar com área de 1m² é de 0,03 kW/m². O valor do calor específico da água é igual a 4,2 kJ/(kgºC). Nessa situacao em quanto tempo e possivel aquecer 1 litro de agua de 20 °C ste 70 °C?
Respostas
Olá, tudo bem?
A quantidade de calor sensível recebida ou cedida por um corpo pode ser calculada através da seguinte fórmula:
Q = m . c . ΔT
Sendo:
Q: quantidade de calor sensível (J ou cal)
m: massa do corpo (kg ou g)
c: calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC)
ΔT: variação de temperatura (ºC), ou seja, a temperatura final menos a temperatura inicial
Considerando que 1 litro de água corresponde aproximadamente a 1 quilograma da mesma substância:
Q = m . c . ΔT
Q = 1 . 4,2.10³ . (70-20)
Q = 210.10³ J ou 210 kJ
Sabendo que pela termodinâmica, a potência representará o fluxo de calor por unidade de tempo:
P = Q/t
Potência da placa 0,03 kW = 30 W
30 = 210.10³/t
t = 7000 segundos
Nessa situação é possível aquecer 1 litro de água de 20 °C até 70 °C em 7000 segundos.