A energia produzida pelo Sol é resultante de reações de fusã...

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Q1901442
Física Eletricidade , Magnetismo ,
Ano: 2021 Banca: Aeronáutica Órgão: ITA Prova: Aeronáutica - 2021 - ITA - Vestibular - 1ª Fase |
Q1901442 Física
Se necessitar, use os seguintes valores para as constantes:

Aceleração local da gravidade g = 10 m/s2. 1 UA = dTerra−Sol = 150 milhões de quilômetros.
Velocidade da luz no vácuo c = 3,0×108 m/s. 
A energia produzida pelo Sol é resultante de reações de fusão nuclear de conversão de hidrogênio em hélio. São convertidas em radiação eletromagnética a cada segundo 4,3 milhões de toneladas. Essa energia pode ser parcialmente convertida em energia elétrica em painéis solares na superfície da Terra com rendimento da ordem de 25%. Sabendo que a potência elétrica média consumida no Brasil é de 54 GW, estime a área que precisaria ser coberta por painéis solares para atender a demanda energética nacional. Despreze perdas de armazenamento e transmissão de energia, assim como efeitos da interação entre a luz e a atmosfera.
Alternativas

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E = m * c^2

<=> E = ( 4,3 * 10^9 ) * ( 3 * 10^8 )^2

<=> E = (4,3 * 10^9) * ( 9 * 10^16 )

<=> E = 387 * 10^24 J

<=> P = 387 * 10^24 W

Não há incidência de luz solar durante a noite e, por isso, temos que dividir a potência por 2. Além disso, temos que dividi-la por também por 4, pois é dito no enunciado que seu rendimento é de 25%.

P = ( 387 * 10^24 ) * 1/2 * 1/4 <=> P =~ 48 *10^24 W

Relação entre intensidade, potência e área superficial:

( Imagine a área como a área superficial de uma esfera de raio igual à distância entre a Terra e o Sol )

I = P / A

<=> I = ( 48 * 10^24 ) / ( 4 * π * ( 150 * 10^6 )^2 )

<=> I = ( 48 * 10^24 ) / ( 4 * 3 * 225 * 10^14 )

<=> I =~ 18 * 10^7 W / km^2

I = P / A

<=> A = P / I

<=> A = ( 54 * 10^9 ) / ( 18 * 10^7 )

<=> A =~ 300 km^2

A alternativa que mais se aproxima é a B

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