Rendimento de Coletor Solar | Exercício Exame Física 11º Ano

Um depósito com 120 kg de água está ligado a um coletor plano de área 4,0 m², que está exposto à radiação solar, em média, durante 8,0 h por dia.
Nas condições de exposição, a potência média da radiação solar incidente por unidade de área é 5,1×10² W m⁻².
A temperatura da água contida no depósito aumenta, em média, 35 °C, ao fim das 8,0 h diárias de exposição do coletor à radiação solar.
Determine o rendimento médio do processo de aquecimento considerado.
Apresente todas as etapas de resolução.

Etapas de resolução: • Cálculo da potência média da radiação solar incidente no coletor (P = 2,04 × 10³ W) 2 pontos • Cálculo da energia da radiação solar que, em média, incide no coletor em 8,0 h diárias de exposição solar (E = 5,88 × 10⁷ J) 2 pontos • Cálculo da energia que, em média, é absorvida pela água em 8,0 h diárias de exposição solar (E = 1,76×10⁷ J) 3 pontos • Cálculo do rendimento médio do processo de aquecimento considerado (η = 30%) 3 pontos OU • Cálculo da potência média da radiação solar incidente no coletor (P = 2,04 × 10³ W) 2 pontos • Cálculo da energia que, em média, é absorvida pela água em 8,0 h diárias de exposição solar (E = 1,76×10⁷ J) 3 pontos • Cálculo da potência média absorvida pela água (P = 6,11×10² W) 2 pontos • Cálculo do rendimento médio do processo de aquecimento considerado (η = 30%) 3 pontos