ficha 2 fa10

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<p>Ficha 2 (M12 e M13)</p><p>Escola 		Data</p><p>Nome 		N.° 	Turma</p><p>Professor 		Classificação</p><p>1.	Uma pessoa coloca a mão sobre um tijolo com 5 cm de espessura. A mão está à temperatura de e o ar ambiente à temperatura de , conforme mostra a figura.</p><p>1.1.	Calcule a energia por calor por unidade de área que passa da mão para o ar exterior através do tijolo, durante 5 minutos.</p><p>1.2.	Se o tijolo fosse substituído por uma placa de cobre com a mesma espessura, quanto tempo seria preciso esperar para passar uma energia por calor por unidade de área igual à calculada na alínea anterior?</p><p>2.	Uma célula fotovoltaica, com uma área de , está exposta à radiação solar durante 10 horas por dia, em média, sendo a potência solar média incidente, durante esse período, .</p><p>2.1.	A energia solar incidente na célula durante um dia é</p><p>Avaliação por Subdomínio – Energia, fenómenos térmicos e radiação</p><p>1</p><p>(A)</p><p>(B)</p><p>(C)</p><p>(D)</p><p>2.2.	A energia elétrica fornecida durante um dia, por essa célula, admitindo um rendimento de , é</p><p>(A)</p><p>(B)</p><p>(C)</p><p>(D)</p><p>2.3.	O tempo durante o qual pode funcionar, com essa energia elétrica acumulada, um aparelho que consome, em média, , é</p><p>(A)	 		 (B) (C) (D)</p><p>3.	Uma das formas de aproveitamento da radiação solar é a sua transformação em energia elétrica, que ocorre em painéis fotovoltaicos.</p><p>Um painel fotovoltaico é constituído por células fotovoltaicas de um material semicondutor, como o silício. A incidência da radiação solar nestas células cria uma diferença de potencial elétrico nos seus terminais, produzindo uma corrente elétrica contínua.</p><p>Quando se pretende instalar um painel fotovoltaico, por exemplo, numa habitação, é preciso conhecer a potência elétrica necessária, a potência solar média disponível por unidade de área do painel e a potência elétrica fornecida pelo painel por unidade de área, para depois se calcular a área adequada do painel fotovoltaico a instalar.</p><p>3.1.	O que é necessário conhecer para dimensionar a área de um painel fotovoltaico, para uma determinada instalação elétrica?</p><p>3.2.	Suponha que a energia solar total incidente no solo, durante um ano, na localidade onde vive, é de.</p><p>Calcule a área de painéis fotovoltaicos necessária para um gasto diário médio de eletricidade de , se instalar na sua casa painéis com um rendimento de 30%.</p><p>3.3.	Os painéis solares fotovoltaicos são, hoje, ainda muito pouco utilizados, a nível mundial, para produzir energia elétrica em larga escala. Tal facto deve-se, por exemplo</p><p>(A)	aos custos elevados da tecnologia utilizada, à necessidade de ocupação de grandes áreas e ao baixo rendimento do processo de produção de energia elétrica.</p><p>(B)	à falta de tecnologia, ao recurso de uma energia renovável e ao número reduzido de horas de luz solar por dia.</p><p>(C)	à poluição atmosférica, ao efeito de estufa e ao número reduzido de horas de luz solar por ano.</p><p>(D)	à falta de tecnologia, ao grande impacte ambiental e ao elevado investimento a longo prazo.</p><p>Selecione a opção correta.</p><p>3.4.	Com base na informação apresentada no texto, selecione a opção que contém os termos que devem preencher os espaços, de modo a tornar verdadeira a afirmação seguinte.</p><p>A potência elétrica fornecida por um painel fotovoltaico 	 da sua orientação relativamente aos pontos cardeais e 	 da sua inclinação.</p><p>(A)	não depende… não depende…</p><p>(B)	não depende… depende…</p><p>(C)	depende… depende…</p><p>(D)	depende… não depende…</p><p>4.	A condutividade térmica de um metal A é três vezes superior à condutividade térmica de um metal B. Uma placa do metal A tem a mesma área e o dobro da espessura de uma placa do metal B. A placa do metal A é sujeita a uma taxa temporal de transferência de energia por calor que é o dobro da taxa a que é sujeita a placa do metal B.</p><p>A transferência de energia por unidade de tempo, por condução, é dada pela expressão .</p><p>Comparando a diferença de temperatura entre as duas superfícies da placa de metal A, , e a diferença de temperatura entre as duas superfícies da placa de metal B, , é de esperar que</p><p>(A)</p><p>(B)</p><p>(C)</p><p>(D)</p><p>Selecione a opção correta.</p><p>5.	Os painéis fotovoltaicos são utilizados para produzir energia elétrica a partir da energia solar. Suponha que a energia solar total incidente no solo durante um ano, na localidade onde vive, é .</p><p>Calcule a área de painéis fotovoltaicos necessária para um gasto diário médio de eletricidade de , se instalar na sua casa painéis com um rendimento de 25%.</p><p>Apresente todas as etapas de resolução.</p><p>6.	Nas autoestradas, os telefones dos postos SOS são alimentados com painéis fotovoltaicos. Considere um painel fotovoltaico, de área e rendimento médio 10%, colocado num local onde a potência média da radiação solar incidente é .</p><p>Selecione a única opção que permite calcular a potência útil desse painel, expressa em watts.</p><p>(A)</p><p>(B)</p><p>(C)</p><p>(D)</p><p>7.	Leia o texto seguinte.</p><p>Um dos principais argumentos usados para desvalorizar a energia fotovoltaica é que ela nunca será suficiente para satisfazer as necessidades humanas.</p><p>Se fizermos alguns cálculos, concluiremos que a radiação que nos chega do Sol tem uma intensidade, ao nível da órbita da Terra, de , a chamada constante solar. Mas, se descermos à superfície da Terra, há dia e há noite, há atmosfera, há nuvens e os raios solares vão variando a sua inclinação ao longo do dia, situação que é diferente de região para região.</p><p>Portugal situa-se numa posição muito favorável: é o país da Europa continental com maior intensidade média de radiação solar Tomando este valor e uma eficiência de conversão de 15%, possível com a tecnologia atual, chegamos a uma área necessária de cerca de – aproximadamente por pessoa.</p><p>Pondo as coisas desta forma, seria até concebível cobrir toda a nossa necessidade de energia elétrica com painéis solares fotovoltaicos! No entanto, a viabilidade da penetração da energia fotovoltaica, em larga escala, no mercado da energia, depende da evolução das tecnologias e da produção em massa que permitam reduzir o seu preço.</p><p>A. Vallera, Energia Solar Fotovoltaica, Gazeta de Física, 1-2, 2006 (adaptado)</p><p>7.1.	Qual é a aplicação da energia da radiação solar a que se refere o texto?</p><p>7.2.	Selecione a única opção que permite calcular corretamente a intensidade média da radiação solar, em Portugal, expressa em .</p><p>(A)</p><p>(B)</p><p>(C)</p><p>(D)</p><p>7.3.	A intensidade da radiação solar, ao nível da órbita da Terra, é , a chamada constante solar.</p><p>Indique como varia a intensidade da radiação solar à superfície da Terra, referindo dois fatores, dos apresentados no texto, que justificam essa variação.</p><p>8.	Os satélites estão, geralmente, equipados com painéis fotovoltaicos, que produzem energia elétrica para o funcionamento dos sistemas de bordo.</p><p>Considere que a intensidade média da radiação solar, ao nível da órbita de um satélite geoestacionário, é .</p><p>8.1.	Para que a intensidade média da radiação solar incidente num painel colocado num satélite geoestacionário seja , esse painel terá de estar orientado segundo um plano</p><p>(A)	perpendicular à direção da radiação incidente, e poderá ter uma área diferente de .</p><p>(B)	perpendicular à direção da radiação incidente, e terá de ter uma área de .</p><p>(C)	paralelo à direção da radiação incidente, e terá de ter uma área de .</p><p>(D)	paralelo à direção da radiação incidente, e poderá ter uma área diferente de .</p><p>8.2.	Admita que um satélite geoestacionário está equipado com um conjunto de painéis fotovoltaicos, adequadamente orientados, de rendimento médio 20% e área total .</p><p>Determine a energia elétrica média, em quilowatt-hora (kW h), produzida por aquele conjunto de painéis fotovoltaicos durante um dia.</p><p>Apresente todas as etapas de resolução.</p><p>image3.wmf</p><p>°</p><p>15C</p><p>image48.wmf</p><p>-</p><p>2</p><p>1367 W m</p><p>oleObject46.bin</p><p>image49.wmf</p><p>-</p><p>´</p><p>32</p><p>1,310Wm</p><p>oleObject47.bin</p><p>image50.wmf</p><p>-</p><p>´</p><p>32</p><p>1,310W m</p><p>oleObject48.bin</p><p>image51.wmf</p><p>2</p><p>1 m</p><p>oleObject49.bin</p><p>image52.wmf</p><p>2</p><p>1 m</p><p>oleObject50.bin</p><p>oleObject2.bin</p><p>image53.wmf</p><p>2</p><p>1 m</p><p>oleObject51.bin</p><p>image54.wmf</p><p>2</p><p>1 m</p><p>oleObject52.bin</p><p>image55.wmf</p><p>2</p><p>12 m</p><p>oleObject53.bin</p><p>image4.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>----</p><p>==</p><p>1111</p><p>tijolocobre</p><p>0,4 W mK; 398 W m</p><p>K</p><p>kk</p><p>oleObject3.bin</p><p>image5.wmf</p><p>2</p><p>100cm</p><p>oleObject4.bin</p><p>image6.wmf</p><p>-</p><p>2</p><p>1000Wm</p><p>oleObject5.bin</p><p>image8.wmf</p><p>-</p><p>´</p><p>2</p><p>3610J</p><p>oleObject6.bin</p><p>image9.wmf</p><p>´</p><p>2</p><p>3610J</p><p>oleObject7.bin</p><p>image10.wmf</p><p>´</p><p>4</p><p>3610J</p><p>oleObject8.bin</p><p>image11.wmf</p><p>´</p><p>8</p><p>3610J</p><p>oleObject9.bin</p><p>image12.wmf</p><p>10%</p><p>oleObject10.bin</p><p>image13.wmf</p><p>´</p><p>3</p><p>3610J</p><p>oleObject11.bin</p><p>image14.wmf</p><p>-</p><p>´</p><p>3</p><p>3610J</p><p>oleObject12.bin</p><p>image15.wmf</p><p>´</p><p>4</p><p>3610J</p><p>oleObject13.bin</p><p>image16.wmf</p><p>´</p><p>5</p><p>3610J</p><p>oleObject14.bin</p><p>image17.wmf</p><p>2W</p><p>oleObject15.bin</p><p>image18.wmf</p><p>3,6h</p><p>oleObject16.bin</p><p>image19.wmf</p><p>5h</p><p>oleObject17.bin</p><p>image20.wmf</p><p>´</p><p>2</p><p>1810s</p><p>oleObject18.bin</p><p>image21.wmf</p><p>´</p><p>3</p><p>3610s</p><p>oleObject19.bin</p><p>image22.wmf</p><p>´</p><p>10–2</p><p>2,2010J m</p><p>oleObject20.bin</p><p>image23.wmf</p><p>19,0 kWh</p><p>oleObject21.bin</p><p>image24.wmf</p><p>=´´D</p><p>D</p><p>l</p><p>EA</p><p>kT</p><p>t</p><p>oleObject22.bin</p><p>image25.wmf</p><p>D</p><p>A</p><p>T</p><p>oleObject23.bin</p><p>image26.wmf</p><p>D</p><p>B</p><p>T</p><p>oleObject24.bin</p><p>image27.wmf</p><p>D=D</p><p>AB</p><p>3</p><p>2</p><p>TT</p><p>oleObject25.bin</p><p>image28.wmf</p><p>D=D</p><p>BA</p><p>3</p><p>4</p><p>TT</p><p>oleObject26.bin</p><p>image29.wmf</p><p>D=D</p><p>BA</p><p>4</p><p>3</p><p>TT</p><p>oleObject27.bin</p><p>image30.wmf</p><p>D=D</p><p>AB</p><p>6</p><p>TT</p><p>oleObject28.bin</p><p>image31.wmf</p><p>-</p><p>´</p><p>102</p><p>1,1010Jm</p><p>oleObject29.bin</p><p>image32.wmf</p><p>21,0 kWh</p><p>oleObject30.bin</p><p>image1.jpeg</p><p>image33.wmf</p><p>2</p><p>0,50 m</p><p>oleObject31.bin</p><p>image34.wmf</p><p>-</p><p>2</p><p>600 Wm</p><p>oleObject32.bin</p><p>image35.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>´´</p><p>6000,5010W</p><p>oleObject33.bin</p><p>image36.wmf</p><p>´</p><p>æö</p><p>ç÷</p><p>èø</p><p>60010</p><p>W</p><p>0,50</p><p>oleObject34.bin</p><p>image37.wmf</p><p>´</p><p>æö</p><p>ç÷</p><p>èø</p><p>6000,50</p><p>W</p><p>0,10</p><p>oleObject35.bin</p><p>image2.wmf</p><p>°</p><p>37C</p><p>image38.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>´´</p><p>6000,500,10W</p><p>oleObject36.bin</p><p>image39.wmf</p><p>-</p><p>2</p><p>1367 W m</p><p>oleObject37.bin</p><p>image40.wmf</p><p>--</p><p>-</p><p>21</p><p>1500 kW h m ano</p><p>oleObject38.bin</p><p>image41.wmf</p><p>2</p><p>200 km</p><p>oleObject39.bin</p><p>image42.wmf</p><p>2</p><p>20 m</p><p>oleObject40.bin</p><p>oleObject1.bin</p><p>image43.wmf</p><p>-</p><p>2</p><p>Wm</p><p>oleObject41.bin</p><p>image44.wmf</p><p>´´</p><p>´´</p><p>-2</p><p>6</p><p>365243600</p><p>W m</p><p>15003,610</p><p>oleObject42.bin</p><p>image45.wmf</p><p>´</p><p>´´</p><p>-2</p><p>6</p><p>36524</p><p>W m</p><p>15003,610</p><p>oleObject43.bin</p><p>image46.wmf</p><p>´´</p><p>´´</p><p>6</p><p>-2</p><p>15003,610</p><p>W m</p><p>365243600</p><p>oleObject44.bin</p><p>image47.wmf</p><p>´</p><p>´´´</p><p>-2</p><p>6</p><p>15003600</p><p>W m</p><p>3,61036524</p><p>oleObject45.bin</p><p>image7.png</p>