Ondas, óptica e calorimetria.

FUVEST- Uma lente circular convergente L, de área 20cm² e distância focal 12cm, é colocada perpendicularmente aos raios solares, que neste local têm uma intensidade de radiação de 0,10W/cm². Admita que toda a radiação incidente é transmitida. Um coletor solar C, de 5,0cm² de área, é colocado entre a lente e o foco, a 6,0cm da lente, conforme representa o esquema.

[img][/img]

a) Qual a intensidade da radiação no coletor? Suponha agora que toda a energia transmitida pela lente seja absorvida pelo coletor e usada para aquecer 1cm³ de água, inicialmente a 20°C.

b) Qual a temperatura final da água ao fim de 2 minutos? O calor específica da água é 1,0 cal/g°C e a sua densidade vale 1,0 g/cm³. Adote 1 cal = 4,0 J

t = 2 min = 120 s

I = 0,1 W/cm² ---> S = 20 cm² ---> P = 2 W

m = V.u ---> m = 1.1 ---> m = 1 g

i = P/s ---> s = 5 cm² ---> i = 2/5 ---> i = 0,4 W/cm² ---> p = 0,4

p = Q/t ---> 0,4 = Q/120 ---> Q = 48 J ---> Q = 12 cal

Q = m.c.(T - 20) ---> 12 = 1.1.(T - 20) ---> T = 32 ºC

Tens o gabarito?

a) 0,4 W/cm²
b) 80°C