Um grupo de estudantes decidiu criar um protótipo de um aquecedor solar para aquecer água em casa…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um grupo de estudantes decidiu criar um protótipo de um aquecedor solar para aquecer água em casa. Considerando que o aquecedor terá uma área de captação de 2 m² e eficiência de 70%, calcule a quantidade de energia térmica que ele pode gerar em um dia ensolarado, com uma radiação solar média de 600 W/m². A energia é medida em Joules (J).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A energia térmica gerada (E) é dada por E = A · I · ? · t, onde A é a área em m², I é a radiação solar em W/m², ? é a eficiência (em decimal) e t é o tempo em segundos. Em um dia com 12 horas de sol, t = 12·3600 s.
Explicação
A fórmula utilizada considera todos os fatores relevantes para calcular a energia térmica gerada pelo aquecedor solar, incluindo a área de captação, a radiação solar disponível, a eficiência do sistema e o tempo de exposição ao sol. A conversão de horas em segundos é necessária para que a unidade de tempo esteja compatível com a potência em watts, que é medida em joules por segundo. Assim, a aplicação correta da fórmula resulta na determinação precisa da energia térmica gerada em um dia ensolarado.
Raio-X da questão
energia térmica aquecedor solar
avaliacao
energia térmica · cálculo de eficiência
Revisar a fórmula de cálculo de energia térmica e eficiência.
O aluno pode confundir a eficiência do aquecedor com a radiação solar, não aplicando corretamente a fórmula para calcular a energia gerada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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