Roteiro de replicação

Colégio: Pedro II – Centro

Ano: 2012

Série: 1° Ano

Turma: 2102

Integrantes:

• Antonio Miranda – N°: 05
• Bernardo Prata – N°: 06
• Leonardo Travassos – N°: 17
• Matheus Brito – N°: 21
• Otávio Andrade – N°: 27

Montagem do aquecedor solar de água

Material:

1. Uma bandeja de alumínio tamanho: 43 x 28 x 5 cm (comprimento x largura x altura).
2. Dois canos de plástico, de um metro cada, diâmetro: ¾.
3. Um vidro de 4 mm de espessura, dimensões: 47 x 33 cm
4. Um pequeno pote de tinta preta para alumínio Suvinil.
5. Garrafa pet, volume: 2 litros.
6. Duas colas tipo Durepox normal, peso: 100 gramas.

Montagem:
Começamos furando a bandeja de alumínio com uma furadeira, fizemos dois furos, um em cada extremidade da bandeja e com uma pequena diferença de altura.  A seguir pintamos a primeira demão de tinta preta e esperamos secar, logo após a secagem, aplicamos outra demão. Usamos um secador de cabelo para agilizar a secagem da segunda demão, após 40 min a tinta já havia secado por completo e estávamos prontos para prosseguir com o projeto. Colocamos os canos transparentes nos devidos buracos os vedamos com Durepox, (o Durepox necessita de estar bem misturado, até formar uma massa uniforme, de apenas uma cor, para ajudar a malear umedecemos nossas mãos) posicionamos o vidro em cima da badeja e também o vedamos com Durepox. Depois furamos dois buracos no recipiente (garrafa pet) com um ferro de solda, colocamos os canos e passamos Durepox em volta. Esperamos pacientemente a cola secar por duas horas.

Resultados experimentais:
No dia de montagem do nosso aquecedor não pudemos testá-lo com máxima eficiência porque estava chovendo. Dias depois conseguimos testá-lo, estava um dia ensolarado, usamos um termômetro convencional vendido em farmácias. No dia do teste a temperatura ambiente se encontrava a 33°C. O aquecedor solar ficou exposto à radiação solar por exatos uma hora. Medimos a temperatura inicial da água no reservatório que estava a 28°C, depois de 30 minutos a água já se encontrava a 40°C.  Após uma hora de exposição ao sol, a água presente no reservatório se encontrava a incríveis 50°C.

Em uma imagem,o integrante Leonardo Travassos apresentando o aquecedor de água sendo preenchido e na outra, o mesmo integrante do grupo colocando água no reservatório, tentando retirar bolhas de ar presentes no cano.

Cálculo da irradiação solar:

Massa de água: 6500g

Calor específico da água: 1cal/g.°C

Variação de temperatura: 22°C

Tempo de exposição: 1 hora = 3600s

Calorias: Q

Q_água= m_água.c_espec.água.∆T

Q= 6500(g).1(cal/g.°C).22(°C)

Q=143000cal

Irradiação solar: Cal/s.cm²

Calorias em 1 segundo:

143000(cal)/3600(s) = 39,72222 (cal/s)

Calorias por segundo para cada cm² de área:

39,72222(cal/s)/1024(cm²) = 0,03879(cal/s.cm²)

Taxa de irradiação solar média = 0,03879 cal/s.cm²

Itens facultativos:

Item N° 1:

O consumo de água quente mensal numa família de quatro pessoas:

Considerando a vazão de um chuveiro como: 6L/min
Consumo médio de água quente por pessoa por dia (considerando banhos de 15min):
6L . 15(min) = 90 litros por dia por pessoa.

90(litros por pessoa por dia) . 4(pessoas) . 30(um mês) = 10800litros

Gasto mensal de água quente da família:

10800 litros por mês.

Item N° 2:

Cálculo de economia de gasto de consumo de água quente mensal em uma família de quatro pessoas:

Chuveiro elétrico: 5000watts
Duração banho por pessoa: 15 min = 0,25h
Banhos por dia: um por pessoa

Consumo diário de energia (Kw.h):
E = Pot. ∆T

E = 5(Kw) .  0,25(h)
E= 1,25(Kw.h)
E.4 (Porque são 4 pessoas) = 5kw.h

Consumo mensal de energia:

5(Kw.h) . 30 = 150Kw.h (por mês)

Custo mensal do chuveiro elétrico:

Considerando o valor de R$0,45 para cada Kw.h, o custo mensal deste chuveiro elétrico para essa família é de:

150(Kw.h) . 0,45 = 67,5

A economia feita pela família se ela possuísse um sistema de aquecimento de água por energia solar seria de R$ 67,50 por mês.