Cálculo da Área de Colectores Solares - Física e Química A (11.º Ano, 2011)

Os colectores solares térmicos são dispositivos que permitem aproveitar o efeito térmico da radiação que nos chega do Sol.
Pretende-se instalar um sistema solar térmico com colectores orientados de modo que neles incida, por cada metro quadrado (m²), radiação de energia média diária de 1,0 × 10⁷ J.
O sistema, com um rendimento médio de 35%, destina-se a aquecer 300 kg de água.
Calcule a área de colectores que deve ser instalada, caso se pretenda que o aumento médio diário da temperatura da água seja 40 °C.
Apresente todas as etapas de resolução.
c (capacidade térmica mássica da água) = 4,18 × 10³ J kg⁻¹ °C⁻¹

A resolução deve apresentar as seguintes etapas: A) Determinação da energia média diária necessária ao aquecimento da água (E₁ = 5,02 × 10⁷ J). B) Determinação da energia média diária que deve ser fornecida aos colectores solares térmicos (Ef = 1,43 × 10⁸ J). C) Determinação da área de colectores que deve ser instalada (A = 14 m²). A resposta a este item deve ser enquadrada num dos níveis de desempenho relacionados com a consecução das etapas, de acordo com a tabela seguinte.

Níveis	Descritores do nível de desempenho relacionados com a consecução das etapas	Pontuação
3	A resolução apresenta as três etapas consideradas.	15
2	A resolução apresenta apenas duas das etapas consideradas.	10
1	A resolução apresenta apenas uma das etapas consideradas.	5

A classificação a atribuir à resposta resulta da pontuação decorrente do enquadramento num dos níveis de desempenho atrás descritos, à qual podem ser subtraídos pontos, de acordo com o enquadramento nos níveis de desempenho relacionados com o tipo de erros cometidos*. * Descritores e desvalorizações apresentados no primeiro quadro da página C/4 dos Critérios Gerais de Classificação.