Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 6.4 - Ex. 44
O consumo total de energia elétrica nos Estados Unidos é aproximadamente igual a por ano.
Qual é a taxa de consumo médio de energia elétrica em ?
Sabendo que a população dos Estados Unidos é de milhões de habitantes, qual é a taxa de consumo médio de energia elétrica por pessoa?
A energia da radiação solar que atinge a Terra possui uma taxa aproximadamente igual a por metro quadrado da superfície terrestre. Se essa energia pudesse ser convertida em energia elétrica com eficiência de , qual seria a área (em quilômetros quadrados) para coletar a energia solar necessária para obter a energia elétrica usada nos Estados Unidos?
Passo 1
Opa, bora lá! O enunciado nos dá o consumo total anual dos estados unidos que é igual a e com isso temos que responder alguns itens:
Primeiro calculamos taxa de consumo médio de energia elétrica em .
Lembrando que é dado por temos de ter o tempo em segundos:
Assim a potência é a energia dividida pelo tempo:
Passo 2
Agora queremos a taxa de consumo médio de energia elétrica por pessoa .
Por pessoa basta dividir a potência pelo número de habitantes:
Passo 3
Beleza, agora imagina que os EUA querem apenas energia limpa e mais especificamente a solar.
A radiação solar média é a por metro quadrado da superfície terrestre e a eficiência da placa solar é de . Quantos de placa solar a gente precisa?
Aqui não tem mistério, é só se ligar nas unidades. Temos da energia solar e potência necessária em . Dividimos a potência necessária pela energia solar porque vai sobrar só .
Mas isso seria se a eficiência fosse . A eficiência aqui é:
Então:
Prontinho!!!