O consumo energético primário da humanidade (energia extraída das fontes entre elas, por exemplo, petróleo, carvão, gás e fontes renováveis) é estimado hoje estar por volta de 500EJ por ano (E, exa, 10^{18}). Por sua vez a energia solar total irradiada anualmente sobre o planeta terra é de cerca de 4×10^6 EJ. Em caráter de comparação de escala, se utilizássemos cada uma dessas duas quantidades anuais de energia separadamente (consumo primário da humanidade e solar) para aquecer idealmente toda a água disponível na Terra, de cerca de 1 x 10^9km^3 (considerando que estivesse em estado líquido com calor específico de 4J/g°C, densidade d=1000kg/m^3), a elevação da temperatura da água seria da ordem de:
- A) 10-1°C (humanidade) e 1°C (Sol)
- B) 10-1°C (humanidade) e 103°C (Sol)
- C) 10-2°C (humanidade) e 10°C (Sol)
- D) 10-3°C (humanidade) e 10°C (Sol)
- E) 10-4°C (humanidade) e 1°C (Sol)
Resposta:
Hey there! Let's dive into the world of thermodynamics and explore the correct answer to this question.
The Correct Answer: E) 10^(-4)°C (humanidade) e 1°C (Sol)
Now, let's break down the explanation step by step.
First, we need to understand the context of the question. We're talking about the primary energy consumption of humanity, which is approximately 500 EJ per year. On the other hand, the total solar energy irradiated on Earth annually is around 4 × 10^6 EJ.
Now, let's assume we use each of these two energy quantities separately to heat up all the available water on Earth, which is approximately 1 × 10^9 km^3 (considering it's in a liquid state with a specific heat capacity of 4 J/g°C and a density of 1000 kg/m^3).
Using the energy consumption of humanity, we can calculate the temperature increase of the water. The formula to use is:
ΔT = Q / (m × c)
where ΔT is the temperature change, Q is the energy, m is the mass of the water, and c is the specific heat capacity.
Plugging in the numbers, we get:
ΔT ≈ 500 EJ / (1 × 10^9 km^3 × 1000 kg/m^3 × 4 J/g°C) ≈ 10^(-4)°C
Now, let's do the same calculation using the total solar energy irradiated on Earth. We get:
ΔT ≈ 4 × 10^6 EJ / (1 × 10^9 km^3 × 1000 kg/m^3 × 4 J/g°C) ≈ 1°C
Therefore, the correct answer is E) 10^(-4)°C (humanidade) e 1°C (Sol).
I hope this explanation helps you understand the concept better!
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