Questão 15
UNICAMP 2022
(UNICAMP - 2022 - 2ª fase)
Foi inaugurada em 2021, no deserto do Atacama, no Chile, a primeira usina termossolar da América Latina. Nessa usina, a energia solar é usada para fundir uma mistura de sais em temperaturas elevadas. A energia térmica armazenada nesses sais fundidos é então usada para produzir vapor de água em alta pressão e temperatura, o qual aciona as turbinas geradoras de eletricidade. A coleta da energia solar é feita por mais de dez mil espelhos móveis (helióstatos) distribuídos sobre o terreno.
a) A insolação diária é a energia solar incidente por unidade de área durante 1 dia. Na área
do terreno ocupado pelos helióstatos,
. Uma fração de 5% dessa energia solar incidente no terreno é convertida em energia elétrica pela usina, energia esta fornecida para o consumo durante as 24 h do dia a uma potência constante. Qual é a potência fornecida pela usina?
b) Quanto tempo leva para que uma massa m = 25000 toneladas de sal seja fundida se a potência luminosa usada para a fusão for? O calor latente de fusão do sal é
. Desde o início até o final do processo, a temperatura do sal permanece constante e igual à temperatura de fusão.
Gabarito:
Resolução:
a) A energia total incidente sobre o terreno ocupado pelos heliostatos é .
Apenas 5% dessa energia é convertida em energia elétrica e fornecida para a população.
Logo, a energia fornecida ao longo do dia é .
Um dia possui 24 horas, sendo assim, a potência fornecida para a população é .
.
b) A energia necessária para a fusão da massa m de Sal é:
.
A potência luminosa é , em t é o tempo que o enunciado busca.
.