Questão 4

(UFU - 2016 - 2ª FASE) Assim como uma lâmpada, o Sol também tem associado a ele um valor de potência. Um método usado para determinar a potência do Sol é calcular quanta energia a Terra recebe dele por unidade de tempo. Para tal, pode-se usar uma lata cilíndrica de alumínio, pintada na cor preta, que funcionará como um corpo negro. Em uma situação experimental, foi usada uma lata cuja face que recebe diretamente os raios solares possui as dimensões da sombra projetada sobre o suporte, conforme esquema a seguir. O recipiente foi totalmente preenchido com 500 ml de água pura à temperatura de 25°C e exposto ao Sol durante 5 minutos. Após esse tempo, a água atingiu 26°C.

Com base nas informações, faça o que se pede.

A) Considerando que a massa de alumínio da lata é muito menor do que a da água nela contida, despreze o calor recebido pelo recipiente e considere que a elevação de temperatura do líquido se deu unicamente pelo calor recebido do Sol. A partir dos dados indicados, calcule quantos joules de energia a água recebeu por segundo.
Considere o calor específico da água: 1 cal/g.°C e que 1 cal = 4,2J

B) Considerando a área da lateral da lata que os raios solares atingiram diretamente, calcule quantos joules de energia cada centímetro dessa área recebeu a cada segundo.

C) A Terra pode ser considerada envolta em uma esfera imaginária, cujo raio é a distância entre nosso planeta e o Sol, ou seja, 150.000.000 Km. Cada centímetro quadrado dessa esfera imaginária recebe a mesma quantidade de joules de energia por segundo recebida por cada centímetro quadrado da lateral da lata. A partir de tais informações, calcule quantos joules de energia por segundo o Sol emite.
Considere .