Colégio Pedro II – Campus Centro
Rio de Janeiro, 12 de abril de 2014
Disciplina: Física
Professor: Sérgio Lima
Integrantes do grupo:
Leonardo Cattari – nº20
Letícia Rezende – nº 22
Luiza Calixto – nº 25
Mª Eduarda Feijó – nº 27
1º ano E.M – T.: 2104
Introdução:
Por que é importante usar o aquecedor solar? Porque além de ser um sistema simples de fazer e utilizar, ele não agride o meio ambiente e trará muita economia para as pessoas que o utilizarem, pois o investimento gasto na compra do aquecedor (ou na montagem dele) logo se reverterá em contas de luz muito mais baratas.
O diretor-presidente da Soletrol (empresa que fabrica aquecedores solares) Luís Augusto Mazzon, afirma que ao substituir o chuveiro elétrico, ela diminui, em média, 35% do gasto de luz numa casa. E tem mais: a energia elétrica usada no aquecimento de água responde por 6% do consumo nacional, o dobro do destinado à iluminação pública. Em tempos de ameaça de blecaute e preocupação com o esgotamento das reservas energéticas essa parece ser a solução mais favorável para todos.
Passo a passo para a construção do aquecedor solar:
- Materiais necessários
- uma bandeja pequena (metálica) retangular ou forma para bolo pequena(de alumínio);
- um pedaço de vidro (espessura 2 mm) de dimensões compatíveis com as da bandeja;
- uma lata vazia, tipo de leite em pó;
- 70 cm de mangueira plástica fina (1/4 );
- tinta preto-fosco;
- Durepoxi normal (secagem lenta).
- Como fazer
Primeiramente, nosso grupo lixou e limpou a bandeja (para melhor aderência da tinta) e depois pintamos. Isso 2 dias antes do trabalho ser feito para a secagem ficar completa.
Após isso, pedimos para o pai de um dos integrantes do grupo furar a bandeja (coletor) e a lata (reservatório) com uma furadeira (não mexam com isso sozinhas, crianças! :D), um furo em cima e outro embaixo de cada um e o furo ficou praticamente da mesma espessura da mangueira de plástico.
Logo, nós cortamos a mangueira em duas partes iguais e afixamos essas partes nos furos da lata e da bandeja (o furo de cima da bandeja se conectava com o furo de cima da lata e o furo de baixo da bandeja se conectava com o furo de baixo da lata). Usamos o Durepoxi nessa parte, para nos certificarmos de que não haveria vazamentos de água. Após a secagem completa do Durepoxi, passamos a cola de silicone.
Depois disso, colamos o vidro à bandeja, também com o Durepoxi e esperamos secar um dia para depois testarmos.
*Ah, é importante colocar a lata num nível acima da bandeja, para melhor deslocamento da água, facilitando as correntes de convecção.
Testando…
Após a secagem completa do Durepoxi, resolvemos testar para ver se encontrávamos problemas. Enchemos a lata de água e prestamos atenção no seu deslocamento até a bandeja. Funcionou! Então, colocamos o equipamento no sol e esperamos a mudança de temperatura…
No dia da apresentação:
Deixamos o equipamento durante exatamente 60 minutos no sol (13:28-14:28) e notamos a diferença de temperatura de 6ºC na água (26ºC-32ºC)
Cálculo da taxa de irradiação:
1200g = Massa da água
Área da bandeja = 21 x 25 = 525 cm² = 0,0525 m²
Diferença de temperatura = 32 – 26 = 6°C
Calor específico da água = 1 cal/g°
1 hora = 60 x 60 = 3600 segundos
Taxa de Irradiação = calorias sobre massa x área. (cal/seg x m²)
Calorias = diferença de temperatura x calor específico da água x massa da água = 6 x 1 x 1200 = 7.200
7.200/ 3600seg x 0,0525 m²= 7.200/189
Irradiação = 38,09/ s.m² (aproximadamente)
Itens facultativos:
Consumo de água quente mensal numa família de 4 pessoas:
Supondo que uma pessoa gaste, em média, 45 litros por dia, temos:
45 x 4= 180 litros por dia
Em um mês:
180 x 30 = 5400 litros
Supondo que um chuveiro tenha 3200 W e cada pessoa tome um banho por dia de, em média, 7 minutos:
Tempo = 7 x 4 x 30 = 840 minutos = 14h
Energia gasta = 14 x 3200 = 63.000 kWh
1kwh na Light = R$ 0,32874
0,32874 x 63000 = R$ 20,71 de economia trocando o chuveiro elétrico pelo aquecedor solar.
Faltou explicar, fisicamente, o funcionamento do Aquecedor!