Em um dia ensolarado, uma criança brinca com uma lupa de diâmetro de 10 cm e resolve derreter uma pequena pedra de gelo de massa 1 g, focalizando a luz solar. Considere que a pedra de gelo está inicialmente a uma temperatura de –14 ºC, que o valor da irradiação solar incidente é de 420 W/m2 e que o gelo absorve 80% dessa energia.
Dados:
- 1 cal = 4,2 J;
- Calor latente de fusão de gelo = 80 cal/g;
- Calor específico de gelo = 0,50 cal/g∙°C;
- π = 3.
Desprezado o calor do meio ambiente, o tempo, em segundos, que a criança irá esperar até a pedra de gelo derreter completamente, será de aproximadamente
66% dos alunos do Fisiquei acertaram esta questão.
Calcule o calor total (sensível + latente) para derreter todo o gelo. Calcule a área circular da lupa e, sabendo que a irradiação solar é de 420 W para cada 1 m², calcule a potência solar captada por ela. Pegue apenas 80% deste valor, que é o que será transformado em calor, e use para calcular o tempo para fornecer todo o calor calculado inicialmente. Cuidado com as unidades de medida!