Física I ⇒ Enem Questão 122 - Prova Verde - Células fotovoltaicas Tópico resolvido

[IGFX]

As células fotovoltaicas transformam luz em energia elétrica. Um modelo simples dessas células apresenta uma eficiência de 10%. Uma placa fotovoltaica quadrada com 5 cm de lado, quando exposta ao sol do meio-dia, faz funcionar uma pequena lâmpada, produzindo uma tensão de 5 V e uma corrente 100 mA. Essa placa encontra-se na horizontal em uma região onde os raios solares, ao meio-dia, incidem perpendicularmente à superfície da Terra, durante certo período do ano.

A intensidade da luz solar, em W/m² , ao meio-dia, nessa região é igual a :

a) 1x10²
b) 2x10²
c) 2x10³
d) [tex3]1x10^{6}[/tex3]
e) [tex3]2x10^{6}[/tex3]

Resposta

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item C

[Brunoranery]

Olá IGFX,

Só precisamos encontrar a potência que as lâmpadas pegam da placa e depois aplicar a porcentagem do rendimento para descobrirmos o valor da intensidade da incidência solar.

Começamos então descobrindo a potência pela expressão [tex3]P = Ui[/tex3]
[tex3]P = 5 x 100x10^{-3}[/tex3]
[tex3]P = 0,5 W[/tex3]

A área da placa é [tex3]5x10^{-2} x 5x10^{-2} = 25x10^{-4}[/tex3]
Isso quer dizer que [tex3]25x10^{-4}[/tex3] metros de placa geraram [tex3]0,5W[/tex3] de potência.
1 metro vai gerar x, pois a unidade de intensidade luminosa está por metro quadrado.
Assim, x é igual a [tex3]2x10^2[/tex3].

Como a placa possui uma eficiência de 10%, a quantidade total de energia é de 10 vezes essa porcentagem, pois como sabemos o total é 100%. Portanto, como se trata de proporção, o valor também é multiplicado por 10. Se quiser fazer uma regra de três também, mas não precisa.
10% --> [tex3]2x10^2[/tex3]
100% --> x

E assim temos o valor de [tex3]2x10^3 W/m²[/tex3]