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Roteiro de Replicação – Aquecedor Solar

09/05/2012 in Física

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro

Turma: 2104 – Ano: 2012 – 1º ano do Ensino Médio

Alunos: Ana Beatriz de Almeida Porto Maia – nº 2

Letícia Oliveira Santos Doria Senra – nº 18

Mariana Monteiro Campista – nº24

Marina Rocco Dilor Gonçalves – nº 25

Professor,  mandamos o nosso roteiro por email, pois não conseguimos colocá-lo aqui, devido ao tamanho do post e quantidade de fotos :S

 

 

 

 

Relatório – Aquecedor Solar

09/05/2012 in Física

Colégio Pedro II – U.E. Centro

Professor: Sérgio Lima

Nome:                                                                 nº:

Dante Oliveira Gurgel                                           6

Felipe de Oliveira Dora                                        8

Tiago de Brito Sodré

Série: 1º ano do ensino médio                           Turma: 2018                          Ano : 2012

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Aquecedor Solar

Materiais necessários: Uma bandeja de metal pequena

.                                        Um vidro de espessura 2mm, com as dimensões da bandeja

.                                        Uma lata vazia

.                                        70 cm de mangueira plástica

.                                        Tinta cor: preto-fosco

.                                         Cola de silicone

.                                         Durepox

.                                          Um Termômetro

Passos para a construção do aquecedor:

  1. Furar a lata e a bandeja de metal com uma furadeira, na largura suficiente para a passagem da mangueira
  2. Pintar a bandeja com tinta e pincel
  3. Fixar a mangueira na lata e na bandeja com Durepox
  4. Fixar o vidro na superfície da bandeja
  5. Botar o aquecedor em funcionamento

Fotos do procedimento:

Coloque água pela lata até o coletor (bandeja) ficar cheio, assim como as mangueiras sem nenhuma bolha de ar. Não é necessário encher ate a borda da lata, somente até o nível da mangueira mais alta. Feito isso, exponha o aquecedor à luz do sol para receber irradiação, coloque a lata a cima do nível do coletor para que haja convecção.

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Taxa de Irradiação:

Massa de água: 3000g

Área da bandeja: 27,5 cm x 18 cm = 495 cm²

Diferença de temperatura ≈ 25,2 – 30,2 = 5º

Calor especifico da água = 1,0 cal /g

Tempo: 2 horas (120 minutos / 7200 segundos)

Caloria =  diferença de temperatura x calor especifico x massa

      5 x 1 x 3000 = 15000

Taxa de irradiação = caloria / (massa x área)

    15000 / (3000 x 495) = 15000 / 1485000 = 0,01

Taxa de irradiação final = 0,01 cal / s.m-²

09/05/2012 in Física

Colégio Pedro II U.E. Centro

Grupo: Alexandre Vasques n°1

Lucas M Macedo n°18

Guilherme Ribeiro n°11

Natasha Lima n°23
Su Li Hang n°

Série: 1° Ano do Ensino Médio

Turma: 2108

Ano: 2012
Roteiro para Replicação

Professor. As fotos e os cálculos do ponto extra estão sendo enviados agora a pouco pro seu email pois como fiz pelo próprio blog, este blog não suportou imagens e como os cálculos foram escaneados e os outras arquivos são fotos, os mesmos eu não consegui postar aqui, enviarei pro email assim que escanear aqui com uma qualidade melhor.

Roteiro de Replicação – Aquecedor Solar

09/05/2012 in Física

Colégio Pedro II – U.E. Centro

  1. 1ª série E.M. Turma: 2104


Grupo->

Dominique Esther Machado Ferreira – número 5

Gabriel Oliveira de Carvalho Senra – número 11

Rebecca Nora Dias Leão – número 28

Viviane Thaís Melo de Albuquerque – número 34

 Professor-> Sérgio Lima

 Material necessário->

- Tabuleiro de alumínio (coletor, de área 28×18 cm= 504 cm²)

- Tinta preta fosca

- Mangueira

- Lata de alumínio (reservatório)

- Vidro com as mesmas dimensões que o tabuleiro

- Durepoxi

- Jornal

Revisão de Conceitos aplicados à experiência->

O primeiro método de propagação do calor mais óbvio é a irradiação, que ocorre quando o sol bate no vidro, e fazendo seus raios ultravioletas ultrapassarem-no e o vidro o manter dentro do reservatório. Mas esse processo também acontece em dias nublados, pois apesar de não estarem óbvios aos nossos olhos, os raios ultravioletas ainda estão ali, só que menos perceptíveis. Com esses raios incidentes a bandeja se aquece e a água dentro dela também esquenta por condução, sendo a energia térmica passada de molécula a molécula de H2O. Assim, a convecção acontece em nosso coletor, quando a água aquecida (menos densa), sobe e vai para o reservatório enquanto a mais fria (mais densa) desce pronta para ser aquecida. Assim foi o nosso aquecimento de duas horas que alterou a temperatura de28°Ca 41,3°C. ▲T = 41,3-28= 13,3° C

Montagem->

Primeiro para a montagem do reservatório, compramos uma lata de leite em pó, e assim, em casa, com auxílio dos pais, furamos a lata com um furo de 1cm de diâmetro, colamos papel de jornal em volta da lata para funcionar como um isolante térmico, e evitar grandes perdas de calor, já que o alumínio tem calor específico baixo. Colamos a mangueira com durepoxi e evitamos assim qualquer vazamento e imprevisto com a água.

Depois, para a montagem do coletor, pintamos seu fundo de preto com tinta spray que não sai na água (Duas demãos), e colamos o vidro com o durepoxi também. E assim, encaixamos o sistema como um todo.


 

 

 

Tinta usada para o coletor e para o reservatórioReservatório já furadoRevestindo o reservatório com o papel de jornal

 

 

 

Bizus/Macetes->

Na montagem do nosso aquecedor solar, como nossa tigela era de alumínio, a qual tem suas vantagens como reter calor mais rapidamente, pois seu calor específico é pequeno (0,22 cal/g ºc), tem também suas desvantagens, pois assim como ganha calor com facilidade, também perde. Portanto pintamos seu fundo com tinta vitral preta (essa não sai na água), pois a cor preta absorve mais calor que as outras. Colocamos o vidro para causar o efeito estufa, que faz os raios ultravioletas entrarem e não saírem, aquecendo a água, fizemos o vidro fino, pois assim, seria mais barato e com a mesma eficiência. Sendo a lata de alumínio, percebemos que a água quente iria perder calor facilmente pro ambiente, e então pensamos num isolante térmico para tal. E então escolhemos como isolante térmico, o papel, que assim, estaríamos reciclando algo e com uma eficiência razoável. Pintamos para todos os efeitos o interior da lata do reservatório também, pois assim, não se dissolvendo na água, não causaria danos à pureza de tal e assim reteria mais calor, acelerando o processo. Também usamos um espelho para aumentar os raios incidentes no coletor e assim aumentar sua eficiência, aumentando os raios incidentes, aumentando o efeito estufa dentro do coletor, e assim a temperatura.

Informações:

Tempo: Duas horas- 60X60X2= 7200s

Temperatura Inicial = 28ºc

Temperatura Final = 41,3°c

Massa =400 gramas

Área da bandeja: 28×18= 504cm²

Para calcular a taxa de irradiação, usaremos a seguinte fórmula: I = Q/A. ▲Tempo => 400.1.13,3/504.7200= 0,001466, que é aprox. 0,0015 cal/s.cm²

 

Consumo de água quente, de uma família de quatro pessoas =>

Considerando 0,32 cobrado pela Light por 1kW, e que uma pessoas toma 10 banhos na semana, seriam 160 banhos por mês numa família de 4 pessoas e sendo 10 min cada, seriam 1600 min. por mês. 26 hrs e 40 min.

 

26 x 6000 = 15600

2/6 de 6000 = 2000

80000 W = 80 kW

80 x 0,32 = 25,60

 

Caso a pessoa usasse agua aquecida pelo aquecedor para tomar banho e não usasse a energia elétrica do chuveiro para esquentar a agua ela economizaria R$25,60

 

 

 

<a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/”><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by-nd/3.0/br/88×31.png” /></a><br /><span xmlns:dct=”http://purl.org/dc/terms/” href=”http://purl.org/dc/dcmitype/Text” property=”dct:title” rel=”dct:type”>Trabalho de Física</span> está licenciado sob uma <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/”>licença Creative Commons Atribuição-Vedada a criação de obras derivativas 3.0 Brasil</a>.