Por que a seguinte situação é impossível? Um grupo de campistas levantas às 8h30min e usa um fogão solar, que consiste em uma superfície curva e refletora que concentra a luz do Sol sobre o corpo a ser aquecido (Fig. P17.74). Durante o dia, a intensidade solar máxima atingindo a superfície da Terra no local do fogão é I = 600 W/m2. O fogão está voltado para o Sol e o diâmetro de sua face é d = 0,600 m. Suponha que uma fração de 40,0% da energia incidente seja transferida para 1,50 L de água em um recipiente aberto, inicialmente a 20,0 °C. A água ferve, e o grupo saboreia seu café quente no café da manhã antes de fazer uma caminhada de dez milhas e voltar para o almoço ao meio-dia.

Passo 1

Alô Alô bora lá

Precisamos saber o calor necessário para fazer a água ferver, isto é, atingir 100°C.

Q = m ⋅ c ⋅ ∆ T

Q = ρ ⋅ V ⋅ c ⋅ 100 - 20

Q = ρ ⋅ V ⋅ c ⋅ 80

Por fim, o tempo de aquecimento pode ser obtido ao dividir o calor anterior pela potência, ou seja:

∆ t = Q P

∆ t = ρ ⋅ V ⋅ c ⋅ 80 0,1 ⋅ π d 2 I

Passo 2

Ao substituirmos os dados conhecidos, ficamos com:

∆ t = Q P

∆ t = 1 ⋅ 1,5 × 10 6 \ c d p t   1 ⋅ 80 0,1 ⋅ π 0,6 2 600

∆ t ≈ 1,77 × 10 6 s

o u   491   h o r a s

Resposta

Logo o sol se poria antes mesmo d’água ferver, de modo que esse processo é impossível.

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