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Um coletor solar tem uma área de 2,0 m2, rendimento de 60% e fornece energia para 200 kg de água contida em um reservatório termicamente isolado. C...

Um coletor solar tem uma área de 2,0 m2, rendimento de 60% e fornece energia para 200 kg de água contida em um reservatório termicamente isolado. Considerando-se que a intensidade de radiação solar na região, em determinado período do dia, é de 700 W/m2, que o calor específico da água é igual a 4,2 ? 103 J(kg ? 8C) e que toda a energia útil recolhida pelo coletor seja transferida integralmente para a água no reservatório, é correto afirmar que uma variação de temperatura sofrida pela água, em 8C, no intervalo de uma hora será igual a a) 3,6 b) 6,0 c) 7,2 d) 9,0 e) 12,0

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Tópicos de Física 2 - Caderno de Estudos-133-135
3 pág.

Física Colégio ObjetivoColégio Objetivo

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Para resolver esse problema, precisamos calcular a quantidade de energia que o coletor solar fornece para a água e, em seguida, usar a equação de calor específico para calcular a variação de temperatura. A energia útil recolhida pelo coletor solar é dada por: E = A * I * η * t Onde: A = área do coletor solar = 2,0 m² I = intensidade de radiação solar = 700 W/m² η = rendimento do coletor solar = 60% = 0,6 t = tempo de exposição ao sol = 1 hora = 3600 segundos Substituindo os valores na equação, temos: E = 2,0 * 700 * 0,6 * 3600 E = 3024000 J Agora, podemos usar a equação de calor específico para calcular a variação de temperatura: Q = m * c * ΔT Onde: m = massa de água = 200 kg c = calor específico da água = 4,2 * 10³ J/(kg * °C) ΔT = variação de temperatura Igualando a energia fornecida pelo coletor solar à energia necessária para aquecer a água, temos: E = Q 3024000 = 200 * 4,2 * 10³ * ΔT ΔT = 3,6 °C Portanto, a variação de temperatura sofrida pela água no intervalo de uma hora será igual a 3,6 °C. A resposta correta é a letra A.

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