Questão 124 do Enem 2017 PPL: quanto tempo o painel solar leva para aquecer 1 L de água

Enem 2017 PPL · 2º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 127 · cinza 94 · rosa 113

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D 7 000 s

O aproveitamento da luz solar como fonte de energia renovável tem aumentado significativamente nos últimos anos. Uma das aplicações é o aquecimento de água (ρ_água = 1 kg/L) para uso residencial. Em um local, a intensidade da radiação solar efetivamente captada por um painel solar com área de 1 m² é de 0,03 kW/m². O valor do calor específico da água é igual 4,2 kJ/(kg °C).

Nessa situação, em quanto tempo é possível aquecer 1 litro de água de 20 °C até 70 °C?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

O tempo para aquecer 1 L de água de 20 °C a 70 °C com o painel.

Calor necessário

Q = m\,c\,\Delta T = 1 \times 4{,}2 \times (70 - 20) = 210\ \text{kJ}

Potência captada

Com 1 m² e 0,03 kW/m², o painel recebe 0,03 kW = 0,03 kJ por segundo.

Tempo

t = \frac{210}{0{,}03} = 7\,000\ \text{s}

Quase duas horas: a intensidade efetivamente captada é bem baixa nesse exemplo.

Alternativa D.

D Gabarito: alternativa D

Por que as outras alternativas estão erradas

A
490 s é 70 × 7: não corresponde à conta de energia e potência.
B
2 800 s usa ΔT = 20 °C, a temperatura inicial, em vez de 50 °C.
C
6 300 s usa ΔT = 45 °C ou outro valor errado.
E
9 800 s usa ΔT = 70 °C, a temperatura final, em vez da variação.

Raio-X da questão

Dados oficiais do Inep. Os microdados desta aplicação não trazem as respostas dos candidatos, então aparecem só a dificuldade pela TRI e a habilidade avaliada.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 666 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 10ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Habilidade 23 · Competência 6Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.

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