Questão 35 da prova azul do primeiro dia do Enem 2009

O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação — potência solar incidente na superfície da Terra — seja de 800 watts/m². Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400 °C. O calor desse óleo é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica.

Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os 800 watts/m² de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 cal g^-1 ºC^-1 = 4.200 J kg^-1 ºC^-1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1 m³ (equivalente a 1 t) de água de 20 °C para 100 °C, em uma hora, estará entre

15 m e 21 m.
22 m e 30 m.
105 m e 125 m.
680 m e 710 m.
6.700 m e 7.150 m.

Gabarito da questão

Opção A

A resposta correta da questão 35 do primeiro dia do Enem 2009 (caderno azul) é a alternativa A. Como a água foi apenas aquecida, temos aqui uma situação de calor sensível (onde só existe mudança de temperatura). O calor necessário pode ser obtido através da equação: Q=m.c.ΔΘ Q=1000.4200.80 Q=336.106 J Com o valor do calor, podemos encontrar a potência necessária…

Questões correspondentes

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Assunto

Calorimetria

Comentário da questão

Como a água foi apenas aquecida, temos aqui uma situação de calor sensível (onde só existe mudança de temperatura). O calor necessário pode ser obtido através da equação:

Q=m.c.ΔΘ
Q=1000.4200.80
Q=336.10⁶ J

Com o valor do calor, podemos encontrar a potência necessária nesse processo:

P=Q/Δt
P=336.10⁶/3600
P=9,3.10⁴ W

O enunciado disse que a radiação proveniente do Sol é de 800 watts/m² e que a largura do receptor mede 6 metros. Logo, podemos fazer uma regra de 3 para saber com a medida de comprimento necessária:

1 m² —— 800 W
6.x m² —- 9,3.10⁴ W

6.x=9,3.10⁴/800
x= 19 m

A alternativa que tem o valor encontrado no intervalo é a de letra A.

Equipe Descomplica

Professores de Ciências da Natureza da Descomplica

Comentário revisado em 21/08/2017

Perguntas frequentes sobre esta questão

Qual é o gabarito da questão 35 do Enem 2009?

A resposta correta da questão 35 do primeiro dia do Enem 2009 (caderno azul) é a alternativa A.

Por que a alternativa A é a correta?

A resolução completa da questão 35 do Enem 2009 está no comentário do professor, nesta mesma página: ele explica o raciocínio e por que as outras alternativas não servem.