Escola Básica e Secundária Gonçalves Zarco
Física e Química A, 10º ano
Ano lectivo 2007 / 2008
Correcção da ficha de trabalho n.º 3
Data: __________
Nome: ____________________________________ N.º aluno: ______
Turma: _____
1) Numa instalação de aquecimento de água para consumo doméstico, os colectores
solares ocupam uma área total de 4,0 m2. Em condições atmosféricas adequadas,
a radiação solar absorvida por estes colectores é, em média, 800 W/m2.
Considera um depósito, devidamente isolado, que contém 150 kg de água.
Verifica-se que, ao fim de 12 horas, durante as quais não se retirou água para
consumo, a temperatura da água do depósito aumento 30 ºC.
Calcula o rendimento associado a este sistema solar térmico.
c(capaciade térmica mássica da água) = 4,185 kJ kg-1 ºC-1
2) Um colector solar de água, tem um aquecimento com uma potência de 800 W
por metro quadrado. O rendimento das transferências no interior do colector até
à água é de cerca de 20%. Que área deverá ter o colector para aquecer 100 L de
água de 18 ºC a 29 ºC, em 4,0 horas?
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)
3) O painel solar do telescópio de Hubble tem de área 20 m2 e um rendimento de
10%. A energia solar que atinge o painel, por segundo e por unidade de área de
painel, é de 1,4 kW/m2. Calcula a potência máxima que o painel fornece.
4) A estação espacial internacional a funcionar desde os primeiros anos do século
XXI foi projectada para utilizar painéis fotovoltaicos que fornecem 16 kW à
estação, com um rendimento de 11%. Qual a área dos painéis, admitindo que
recebem, por segundo, 1,4 kW/m2 de energia solar?
5) Uma localidade dispõe de 7,0 horas de sol por dia. Nessa localidade pensa-se
colocar um painel fotovoltaico cuja potência útil é de 100 W/m2.
Calcula a área, necessária, do painel fotovoltaico para alimentar uma casa que
consome 30 kW h de energia por dia.
6) Pretende-se que uma bateria alimente duas lâmpadas de 100 W cada, durante 4
horas. A bateria é carregada durante o dia por um painel fotovoltaico.
Admite que as perdas no processo de carga e descarga da bateria são 60% da
energia útil fornecida pelo painel.
a) Calcula a energia que é necessário a bateria fornecer durante a noite para
fazer funcionar as lâmpadas;
b) Quantas células fotovoltaicas são necessárias para fornecer a intensidade
de corrente necessária para carregar a bateria?
Admite que o painel está, em média, 5 horas exposto à luz solar e que
cada célula tem 10 W de potência útil.
7) Um painel fotovoltaico tem uma potência máxima de 40 W. quando o ligamos a
uma resistência de aquecimento de água, a intensidade da corrente que percorre
o circuito é de 0,4 A e a diferença de potencial nos terminais do painel
fotovoltaico é de 20 V. Calcula o rendimento do funcionamento do painel
fotovoltaico com esta resistência.
8) Numa localidade, a potência solar média por metro quadrado, incidindo na
superfície terrestre durante um dia, é 250 W/m2.
Supõe que vives numa habitação dessa localidade na qual se gasta, diariamente,
a potência de 4,0 kW. Resolves instalar painéis fotovoltaicos, com um
rendimento de 10%, para suprires as necessidades energéticas da habitação a
partir da energia solar.
Qual é a área dos painéis que é necessário instalar?