Um grupo de estudantes está projetando um sistema de aquecimento solar para uma casa. O coletor solar tem área…
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 grupo de estudantes está projetando um sistema de aquecimento solar para uma casa. O coletor solar tem área de 2 m² e uma eficiência de 70%. Se a radiação solar é de 800 W/m², qual é a potência útil gerada pelo coletor?
- A) 560 W
- B) 840 W
- C) 1120 W
- D) 1400 W
- E) 1600 W
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. Área do coletor A = 2 m², radiação solar I = 800 W/m² e eficiência η = 70% (0,7).
- Calcule a potência incidente, que é a potência solar total que atinge o coletor: P_incidente = I × A = 800 × 2 = 1600 W.
- Aplique a eficiência para obter a potência útil: P_útil = η × P_incidente = 0,7 × 1600 = 1120 W.
- Conclusão: a potência útil é 1120 W, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (560 W) resulta de aplicar a eficiência sem multiplicar pela área; B (840 W) não corresponde a nenhum cálculo correto com os dados; D (1400 W) seria a potência útil de uma área maior do que a informada; E (1600 W) é a potência incidente total, sem descontar a eficiência.
💡 Dica: Calcule a potência útil usando a fórmula: Potência = Área x Eficiência x Radiação.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula 70% de 800 W/m², esquecendo de multiplicar pela área de 2 m². Ele obtém a potência por metro quadrado, não a potência total do coletor.
Por que engana: O aluno pode confundir a eficiência com a potência total, calculando a potência sem considerar a eficiência do coletor solar.
O aluno chega a 840 W por cálculo errado, por exemplo tomando 70% de um valor como 1200 W, que não aparece nos dados. Ele não estrutura corretamente a sequência área, radiação e eficiência.
Cálculo correto: P = 2·800·0,7.
O aluno calcula 70% de 2000 W, valor que não decorre dos dados, ou faz uma conta de multiplicação incorreta. Ele perde a relação entre a potência incidente de 1600 W e a eficiência.
O aluno calcula apenas a potência incidente (800 × 2 = 1600 W) e esquece de aplicar a eficiência de 70%. Ele confunde potência total recebida com potência útil aproveitada.
Raio-X da questão
potência útil de coletor solar
avaliacao
cálculo de potência · eficiência de sistemas
Revisar o cálculo da potência em sistemas de aquecimento solar.
O aluno pode confundir a eficiência com a potência total, calculando a potência sem considerar a eficiência do coletor solar.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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