Energia solare che può essere assorbita dal corpo umano
Esercizio sul calcolo dell'energia solare che può essere assorbita dal corpo umano
L'irradiamento che la Terra riceve dal Sole considerando una superficie posta al di fuori dell'atmosfera terrestre e posta in maniera perpendicolare alla radiazione ricevuta vale 1,35 kW/m2.
Considerando che il 40% della radiazione viene riflessa prima di giungere a suolo, calcolare quanta energia solare può assorbire un corpo umano se rimane esposto alla luce diretta del Sole per 1 h, supponendo una superficie corporea di 2 m2 e sapendo che solo il 50% dell'energia della luce viene assorbita.
Svolgimento dell'esercizio
L'energia solare per unità di superficie e per unità di tempo che arriva al suolo vale il 60% di quella che investe la Terra esternamente alla sua atmosfera, in quanto come dice il problema il 40% viene riflesso:
Esuolo = 0,6 ∙ 1,35 = 0,81 kW/m2
Di questa quantità di irradiamento ricevuto, solo il 50% è assorbito dal corpo:
Eass = 0,81/2 = 0,41 kW/m2
Ora si definisce irradiamento E di una superficie investita da un fascio luminoso il rapporto tra la potenza della sorgente luminosa e l'area della superficie stessa:
E = P / A
esprimendo la potenza come rapporto tra energia E dell'onda ed intervallo di tempo Δt (1h = 3600 s ) otteniamo anche:
Eass = E / (A · Δt)
Da cui E:
E = Eass ∙ A ∙ Δt = 0,41 ∙ 2 ∙ 3600 = 2916 J = 2,9 MJ
Pertanto la quantità di energia solare che può essere assorbita da un corpo umano se rimane esposto alla luce diretta del Sole per 1 h è pari a 2,9 MJ.
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