A intensidade da luz solar sobre a superfície da Terra é de 340 W/m2. Supondo-se: 1. Uma residência com consumo mensal (30 dias) de 280 kWh sendo 153 kWh relativos ao aquecimento de água (k = 103); 2. Uma insolação diária de 6 h; e 3. Uma eficiência do coletor solar de 50%, a área mínima, em m2 de um coletor para atender ao consumo de água quente dessa residência, que tenha as características descritas, é de
A 5
B 10 30
D 50 150.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente tem que descobrir qual a área mínima de um coletor solar necessária para atender o consumo de água quente de uma residência. Os dados que a gente tem são:
  • Intensidade da luz solar: 340 W/m²
  • Consumo mensal total: 280 kWh, sendo 153 kWh só para aquecimento de água.
  • Insolação diária: 6 horas por dia.
  • Eficiência do coletor solar: 50% (ou 0,5 em decimal).
Vamos precisar usar fórmulas de energia solar e entender como calcular a área do coletor com base nesses valores.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quanto de energia a residência consome por dia para aquecer a água. Sabemos que o consumo mensal é de 153 kWh. Como um mês tem 30 dias, dividimos esse valor por 30:
Consumo diário = 153 kWh30 dias = 5,1 kWh/dia á
Isso significa que precisamos que o coletor solar forneça 5,1 kWh por dia para o aquecimento da água.

Passo 3

Agora, vamos calcular quanto de energia um coletor solar pode fornecer por metro quadrado por dia. A intensidade da luz solar é de 340 W/m², e o coletor recebe sol por 6 horas diárias. Além disso, a eficiência do coletor é de 50%. A energia fornecida por metro quadrado por dia é:
Energia por m² = Intensidade times Horas de sol times Eficiência ²ê
Energia por m² = 340 W/m² times 6 h times 0,5 = 1020 Wh/m²/dia ²²²
Convertendo para kWh:
1020 Wh = 1,02 kWh/m²/dia ²

Passo 4

Agora, sabemos que cada metro quadrado do coletor fornece 1,02 kWh por dia. Para atender aos 5,1 kWh/dia que a residência precisa, vamos dividir o consumo diário pela energia fornecida por m²:
Área necessária = Consumo diárioEnergia por m² = 5,1 kWh/dia1,02 kWh/m²/dia = 5 m² Ááá²²²

Resposta

A área mínima do coletor solar necessária é de 5 m².

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