Um sistema de aquecimento solar utiliza um coletor que absorve radiação solar. Se a radiação solar média é de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um sistema de aquecimento solar utiliza um coletor que absorve radiação solar. Se a radiação solar média é de 800 W/m² e o coletor possui área de 2 m², calcule a potência total que o coletor pode gerar. Considerando a eficiência do sistema de 70%.
- A) 800 W
- B) 1400 W
- C) 1120 W
- D) 600 W
- E) 1000 W
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A irradiância solar média é 800 W/m² e a área do coletor é 2 m². A eficiência do sistema é 70%, ou seja, 0,7.
- Calcule a potência solar que incide sobre o coletor, multiplicando a irradiância pela área: 800 W/m² x 2 m² = 1600 W.
- Aplique a eficiência de 70% sobre essa potência incidente: 1600 x 0,7 = 1120 W.
- Logo, a potência total que o coletor pode gerar é 1120 W, o que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A (800 W) é apenas a irradiância, sem considerar a área; a alternativa B (1400 W) não corresponde a 70% de 1600 W; a alternativa D (600 W) não resulta de nenhum cálculo correto com os dados; a alternativa E (1000 W) não é obtida ao aplicar 70% sobre 1600 W.
💡 Dica: Calcule a potência multiplicando a radiação pela área e pela eficiência.
Alternativa por alternativa
O aluno usou apenas o valor da irradiância (800 W/m²) e esqueceu de multiplicar pela área do coletor, tratando a unidade W/m² como se fosse W.
O aluno errou o cálculo da potência incidente, obtendo 2000 W em vez de 1600 W, e depois aplicou corretamente os 70% sobre esse valor errado.
Por que engana: O aluno pode confundir a eficiência do sistema com a potência total, calculando apenas a potência sem considerar a eficiência.
Cálculo correto considerando a eficiência do sistema.
O aluno interpretou a eficiência de forma errada, tratando os 70% como perda ou fazendo uma aproximação grosseira do valor final, sem seguir o método de multiplicar a potência incidente pela eficiência.
O aluno aplicou a eficiência com a operação errada (por exemplo, dividindo ou usando 1,25 vezes a irradiância de 800 W), em vez de multiplicar a potência incidente de 1600 W por 0,7.
Raio-X da questão
potência de aquecimento solar
avaliacao
cálculo de potência · eficiência de sistemas
Revisar o cálculo de potência e eficiência em sistemas de energia.
O aluno pode confundir a eficiência do sistema com a potência total, calculando apenas a potência sem considerar a eficiência.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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