Ano 2018#physics

Sobre o tema

A energia térmica necessária para aquecer a água depende da massa, do calor específico e da variação de temperatura. Este problema de física aborda o cálculo da quantidade de energia elétrica que seria consumida por uma resistência para produzir o mesmo aquecimento que um conjunto de placas solares. O conceito de calor sensível é fundamental: Q = m c ΔT. A conversão de joules para quilowatt-hora (kWh) é essencial para comparar com o consumo elétrico. A questão permite explorar a eficiência energética e a equivalência entre diferentes formas de energia.

Tópicos relacionados

Calor sensível e capacidade térmica
Conversão de joules para kWh
Energia solar versus energia elétrica
Princípios da termodinâmica
Eficiência energética no aquecimento

Enunciado

Um conjunto de placas de aquecimento solar eleva a
temperatura da água de um reservatório de 500 litros de
20 oC para 47 oC em algumas horas. Se no lugar das
placas solares fosse usada uma resistência elétrica, quanta
energia elétrica seria consumida para produzir o mesmo
aquecimento? Adote 1,0 kg/litro para a densidade e
4,0 kJ/(kg∙oC) para o calor específico da água. Além disso,
use 1 kWh = 10^3 W x 3.600 s = 3,6 x 10^6 J.

Alternativas

A)
15 kWh.
B)
26 kWh.
C)
40.000 kWh.
D)
54.000 kWh.

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Perguntas frequentes

O que é calor específico?

Calor específico é a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1 kg de uma substância em 1 °C. Para a água, é 4,0 kJ/(kg·°C).

Como converter joules para kWh?

1 kWh equivale a 3,6 × 10^6 J. Para converter, divida o valor em joules por 3,6 × 10^6.

Por que o aquecimento solar é mais vantajoso que o elétrico?

O aquecimento solar utiliza energia renovável e gratuita do sol, reduzindo o consumo de eletricidade e os custos operacionais, além de ser ambientalmente sustentável.