Um painel coletor de energia solar para aquecimento residencial de água, com de eficiência, tem superfície coletora com área útil de . A água circula em tubos fixados sob a superfície coletora. Suponha que a intensidade da energia solar incidente é de e que a vazão de suprimento de água aquecida é de litros por minuto. Assinale a opção que indica a variação da temperatura da água.
calor específico da água: $1 \ cal/g ^\circ C$
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A princípio, vamos listar os dados do enunciado:\begin{matrix}
\eta = 50\% &,& A = 10 \ \pu{m2} &,& I_T = 1\times 10^3 \ \pu{W/m2} &,& \Phi = 6,0 \ \pu{L/min}
\end{matrix}Com isso, vamos pensar no conceito de intensidade, dela, podemos escrever:\begin{matrix}I = \dfrac{Pot}{A} = \dfrac{W}{A \cdot \Delta t}
\end{matrix}Sendo o trabalho realizado o calor coletado, então:\begin{matrix}
I = \dfrac{Q}{A \cdot \Delta t} = \dfrac{m\cdot c \cdot \Delta \Theta}{A \cdot \Delta t} = \dfrac{(\rho \cdot V)\cdot c \cdot \Delta \Theta}{A \cdot \Delta t} = \Phi \left( \dfrac{\rho \cdot c \cdot \Delta \Theta}{A }\right)
\end{matrix}Lembrando-se de converter a vazão para $\pu{m^3/s}$, assim como a densidade da água para $kg/m^3$ e o calor específico para $\pu{J/kg ºC}$, temos:\begin{matrix}I_T \cdot \eta = \Phi \left( \dfrac{\rho \cdot c \cdot \Delta \Theta}{A }\right) \\ \\
10^3 \cdot 0,5 = \dfrac{1}{10^4} \left[ \dfrac{10^3 \cdot (4,2\cdot 10^3) \cdot \Delta \Theta}{10 }\right] \\ \\ \Delta \Theta \approx 12 \ \pu{ºC}
\end{matrix}
\begin{matrix}Letra \ (A)
\end{matrix}
