Um prédio precisa de potência térmica útil P_req = 2,50 kW para aquecimento. Com irradiância solar disponível…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um prédio precisa de potência térmica útil P_req = 2,50 kW para aquecimento. Com irradiância solar disponível G = 800 W·m^-2 e coletor plano com eficiência ? = 0,60, determine a área mínima A do coletor necessária. Use A = P_req/(?·G).
- A) A = 2,00 m²
- B) A = 10,42 m²
- C) A = 5,21 m²
- D) A = 1,20 m²
- E) A = 3,75 m²
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A potência requerida é P_req = 2,50 kW = 2500 W, a irradiância é G = 800 W/m^2 e a eficiência do coletor é 0,60. O símbolo da eficiência aparece como '?' no enunciado, provavelmente por erro de digitação, mas o valor 0,60 está explícito e a fórmula dada é A = P_req/(eficiência·G).
- Converta as unidades. Para que a área saia em m^2, a potência precisa estar em watts: 2,50 kW = 2500 W.
- Calcule o produto do denominador. Eficiência·G = 0,60 × 800 = 480 W/m^2.
- Calcule a área. A = 2500 / 480 = 5,2083... m^2, ou seja, aproximadamente 5,21 m^2.
- Compare com o gabarito. O resultado 5,21 m^2 corresponde à alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A) 2,00 m^2 não corresponde a nenhuma divisão correta dos dados, pois 2500/1250 usaria um denominador que não existe no problema. B) 10,42 m^2 é o dobro do valor correto, o que ocorre se a eficiência for tomada como 0,30. D) 1,20 m^2 resultaria de um denominador de cerca de 2083 W/m^2, que não vem de nenhuma combinação válida dos dados. E) 3,75 m^2 corresponde a usar 3000 W em vez de 2500 W no numerador.
💡 Dica: Aplique a fórmula dada para encontrar a área do coletor.
Alternativa por alternativa
Provavelmente fez uma operação incorreta com os dados, como usar um denominador de 1250 em vez de 480, sem seguir a fórmula A = P_req/(eficiência·G).
Provavelmente usou a eficiência como 0,30 (metade de 0,60), o que dobra a área calculada.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre potência, eficiência e área, aplicando a fórmula de forma incorreta e escolhendo um valor que não considera corretamente a eficiência do coletor.
Convertendo P_req = 2,50 kW = 2500 W: A = 2500/(0,60·800) = 2500/480 = 5,2083 m² ˜ 5,21 m².
Provavelmente tratou a área como um produto dos dados (por exemplo, multiplicando eficiência e irradiância pela potência) em vez de dividir a potência pelo produto eficiência·G.
Provavelmente leu ou converteu a potência como 3000 W em vez de 2500 W, o que gera 3000/800 = 3,75 m^2 e ignora a eficiência.
Raio-X da questão
potência térmica e coletor solar
avaliacao
cálculo de área · potência e eficiência
Revisar a eficiência de coletores solares e cálculos de potência.
O aluno pode confundir a relação entre potência, eficiência e área, aplicando a fórmula de forma incorreta e escolhendo um valor que não considera corretamente a eficiência do coletor.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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