Uma placa metálica A = 0,25 m² com absortividade a = 0,75 é exposta a irradiância solar I = 900 W·m?². Os…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma placa metálica A = 0,25 m² com absortividade a = 0,75 é exposta a irradiância solar I = 900 W·m?². Os raios incidem com ângulo de 40° em relação à normal. Calcule a potência absorvida P_abs = a·I·A·cos? (cos40°=0,766).
- A) P_abs = 75 W
- B) P_abs = 200 W
- C) P_abs = 50 W
- D) P_abs = 150 W
- E) P_abs = 1,29×10^2 W (˜129 W).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: A = 0,25 m^2, a = 0,75, I = 900 W/m^2 (o enunciado traz 'm?²', que deve ser lido como m^-2 ou m^2 conforme o contexto de irradiância, e 'cos?' deve ser lido como cos(theta), com theta = 40 graus). Passo 2: Aplique a fórmula P_abs = a·I·A·cos(theta). Passo 3: Calcule a·I = 0,75 × 900 = 675. Passo 4: Multiplique por A: 675 × 0,25 = 168,75. Passo 5: Multiplique pelo cosseno de 40 graus, que é 0,766: 168,75 × 0,766 = 129,28, ou seja, aproximadamente 129 W, que é 1,29×10^2 W. Passo 6: Conclusão: a alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 75 W não corresponde a nenhuma combinação correta dos dados, indicando erro de multiplicação. B) 200 W resulta de arredondamento grosseiro, pois o cálculo correto não chega a esse valor. C) 50 W está muito abaixo do valor obtido, sinal de erro de cálculo. D) 150 W surge de usar um cosseno aproximado de cerca de 0,9, o que não é o valor correto de cos(40 graus).
💡 Dica: Aplique a fórmula da potência absorvida utilizando os dados fornecidos.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou a multiplicação dos fatores, por exemplo descartando a irradiância ou usando um valor incorreto para algum dos termos, chegando a 75 W.
O aluno provavelmente ignorou o efeito do ângulo e do fator de absortividade, ou fez arredondamentos excessivos ao longo do cálculo, obtendo um valor próximo de 200 W.
O aluno provavelmente cometeu um erro de multiplicação ou de ordem de grandeza nos fatores a, I, A ou cos(40 graus), resultando em 50 W.
O aluno provavelmente usou um valor aproximado e incorreto para cos(40 graus), por exemplo cerca de 0,9, em vez de 0,766, o que leva a 150 W.
Por que engana: O aluno pode confundir a absorção de potência com a irradiância total, não aplicando corretamente o fator de absorção e o ângulo de incidência.
P_abs = a·I·A·cos? = 0,75·900·0,25·0,766 = 129,2 W, portanto ˜129 W.
Raio-X da questão
potência absorvida
avaliacao
cálculo de potência · lei da reflexão
Revisar a fórmula da potência absorvida em placas metálicas.
O aluno pode confundir a absorção de potência com a irradiância total, não aplicando corretamente o fator de absorção e o ângulo de incidência.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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