Questão 22
ESPCEX 2013
(EsPCEx - 2013) Em uma casa moram quatro pessoas que utilizam um sistema de placas coletoras de um aquecedor solar para aquecimento da água. O sistema eleva a temperatura da água de 20°C para 60°C todos os dias.
Considere que cada pessoa da casa consome 80 litros de água quente do aquecedor por dia. A situação geográfica em que a casa se encontra faz com que a placa do aquecedor receba por cada metro quadrado a quantidade de 2,016 . 108 J de calor do sol em um mês.
Sabendo que a eficiência do sistema é de 50%, a área da superfície das placas coletoras para atender à demanda diária de água quente da casa é de:
Dados:
Considere um mês igual a 30 dias
Calor específico da água: c=4,2 J/g °C
Densidade da água: d=1kg/L
2,0 m²
4,0 m²
6,0 m²
14,0 m²
16,0 m²
Gabarito:
16,0 m²
Resolução:
Primeiramente, temos que a variação de temperatura sofrida pela água é de , e cada pessoa consome 80L de água, por dia, resultando um total de 320L para todos os habitantes da casa, por dia. Lembrando que cada litro de água possui uma massa de 1 kg podemos calcular a quantidade de calor necessário para ocorrer essa mudança de temperatura na água :
Sabendo que a recepcao de calor é de por mês e por metro quadrado então, por dia, temos
recebidos por metro quadrado.
Sabendo que é necessário um calor de para aquecer a água e que em cada metro quadrado é recebido
, então para saber quantos metros quadrados de placa é necessário basta dividir um pelo outro ficando assim:
Lembrando que o rendimento é de 0,5, então precisamos do dobro de área para satisfazer as demandas.
Logo, a precisamos que as placas ocupem uma área de .