ANÁLISE DIMENSIONAL - POTÊNCIAS

(Ufrn 2002-ADAPTADA KP 2013)  Atualmente se fala muito em economizar energia elétrica. Uma das alternativas é aproveitar a energia do sol para o aquecimento de água em residências, através de coletor solar. O princípio de funcionamento do coletor baseia-se no fato de que todo corpo exposto à radiação do sol tende a se aquecer pela absorção dessa energia.

A figura a seguir é uma representação esquemática de um tipo de coletor solar composto basicamente por:

- uma caixa fechada, contendo canos de cobre na forma de serpentina (onde circula a água a ser aquecida);

- uma placa pintada de preto fosco (para melhorar o processo de aquecimento da água);

- uma tampa de vidro transparente (por onde passa a radiação solar e que ajuda a reduzir perdas por convexão).

Considere:

- a intensidade da radiação solar I=60cal/cm².h;

- a área de absorção de energia do coletor A=5×10⁴cm²;

- o calor específico da água c = 10³ cal/kg.^°C;

- a quantidade de água aquecida de 30^°C para 70^°C, em uma hora, como sendo m = 36 kg;

- o rendimento, como sendo a razão entre a energia absorvida pela água no processo de aquecimento e a energia fornecida pelo sol ao coletor.

- a energia absorvida pela água Q é dada por Q = m.c.Dq ; onde Dq é a variação de temperatura da 

água

Considerando os dados acima, calcule:

a) a quantidade de energia, por hora, que é absorvida pela água.

b) o rendimento, desse coletor.

Solução: