Deseja-se utilizar coletores solares para aquecimento de água em uma residência. Devem ser aquecidos 500 litros de água de 22 ºC a 42 ºC em duas ho...

Para resolver esse problema, é necessário utilizar a equação da quantidade de calor: Q = m * c * ΔT Onde: Q = quantidade de calor (em Joules) m = massa de água (em kg) c = calor específico da água (1 cal/g.ºC ou 4,18 J/g.ºC) ΔT = variação de temperatura (em ºC) Primeiro, é preciso calcular a quantidade de calor necessária para aquecer 500 litros de água de 22 ºC a 42 ºC: m = 500 kg (1 litro de água = 1 kg) c = 4,18 J/g.ºC ΔT = 42 ºC - 22 ºC = 20 ºC Q = m * c * ΔT Q = 500 * 4,18 * 20 Q = 41.800 J Como o tempo disponível é de duas horas, é preciso calcular a potência necessária para aquecer a água nesse tempo: P = Q / t P = 41.800 / 7200 P = 5,81 W Assumindo que apenas 50% da energia solar será efetivamente empregada para o aquecimento, é preciso calcular a área total dos coletores solares necessária: A = P / (0,5 * 1000) A = 5,81 / 500 A = 0,0116 m2 Como cada coletor tem 2,0 m2 de área, é necessário instalar: N = A / Acoletor N = 0,0116 / 2,0 N = 0,0058 Portanto, é necessário instalar aproximadamente 1 coletor solar de 2,0 m2 de área.