Roteiro de replicação – Projeto de Aprendizagem

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro

Alunos: Bruna Monteiro Bittencourt                                    Número: 02

Gabriela Dias da Cruz de Araújo Silva                     Número: 08

Gabriela do Couto Pereira                                      Número: 09

Marcelo Henrique Costa Esteves da Silva                       Número: 22

1° ano do Ensino Médio – Turno: tarde – Turma: 2106

O trabalho se inicia na compra ou separação dos materiais necessários, sendo que alguns deles são adicionais, ou seja, não são necessários. Adicionamos alguns materiais para uma maior eficácia do trabalho. Abaixo encontram-se todos eles:

– Lata de leite Ninho (para o reservatório)

– Tabuleiro (para o coletor)

-Durepox

-Mangueiras plásticas

-Tubos metálicos

-Cola de Silicone

-Vidro (com as medidas do tabuleiro)

-Tinta preto-fosco

O grupo já possuía o tabuleiro (futuramente o coletor), a lata de leite em pó (futuramente o reservatório)e a cola de silicone. Já os canos (tanto os de metal, quanto os de plástico) e também o Durepoxi foram comprados em lojas de material de construção. (O Durepoxi nós já haviamos adquirido, porém, não foi suficiente). Quanto ao vidro, é necessário ir ao vidraçeiro junto ao tabuleiro. Afinal, o tamanho deve ser feito um a partir do outro (vidro— tabuleiro)

A primeira ação do grupo, diante aos materiais, foi aperfeiçoá-los para melhor manuseio. Com a furadeira (já obtida pelo grupo), furamos as extremidades do tabuleiro e do coletor de acordo com o diâmetro do tubinho de metal. Logo em seguida, cortamos com serra (também adquirida por um os integrantes do grupo) os tubos de metal e de plastico, com os recíprocos tamanhos pedidos no roteiro a ser seguido.

     

Agora, vem a interação dos materiais.  Encaixamos os tubinhos de metal nos tubinhos plásticos (parcialmente encaixados). Depois, associamos os tubinhos de metal nas extremidades furadas do reservatorio. Em seguida, o outro lado dos tubos plásticos (associados aos tubos de metal) encaixamos aos furos do coletor. ATENÇÃO, ficarão ligadas então : a extremidade superior do reservatório com o furo superior do coletor, e o furo inferior do coletor com a extremidade inferior do reservatório. Para melhor fixação, evitando que o tubo se mova e que correntes de ar e vazamento de água não atrapalhem o processo, nosso grupo utilizou Durepoxi na parte de dentro e de fora das conexões proporcionadas.

Para secar o Durepoxi, foram necessárias mais ou menos 2 horas de espera. Ao confirmarmos o resultado atingído, sem possíveis danos, o trabalho continua.  Porém, como a próxima etapa era a aplicação da tinta preta fosca, seguimos o recomendado no verso da cola Durepoxi e esperamos até o dia seguinte para fazê-lo.

Passado o dia, pintamos o tabuleiro na parte inferior e exterior (deixando apenas o fundo exterior a ser pintado), e em segida, passamos a segunda demão de tinta preto-fosco. Passadas, pelo menos, 3 horas até a tinta secar, continuamos o processo.

Após a secagem da tinta, colocamos o vidro sobre o reservatório. Então, o fixamos primeiramente com cola de silicone (EXTRA: adicionada pelo grupo, para melhor fixação.) Para aperfeiçoamento do trabalho, colocamos Durepoxi em torno de toda a borda do vidro ligada à borda do tabuleiro.

Já nas etapas finais do Aquecedor, botamos várias camadas de jornal e uma ultima camada de papel branco em toda parte exterior do reservatório (para que não houvesse troca de calor do ambiente -por própria irradiação solar- em prol do mesmo. Afinal,como o coletor tambem é de metal, bom condutor, esse foi o ISOLANTE TÉRMICO utilizado pelo grupo.)

  

Ao final, colocamos uma quantidade de água no reservatório para que ela escorresse até o coletor através dos tubos conectados. Então, conferimos se as correntes de convecção, condução e troca de calor também, por irradiação estavam ocorrendo propriamente.

Por fim, terminamos a parte “mão na massa” do trabalho. Contas foram feitas a seguir para calcular a taxa de irradiação produzida e contas extras neccessárias. (Logo abaixo do calculo da taxa de irradiação)

Cálculo da taxa de irradiação:

Massa da água envolvida no sistema:1700 gramas
Calor específico da água:1,0 cal /g °C
variação de temperatura:3°C (início 24°C,término 27°C)
Área do aquecedor:795cm²
Tempo em segundos:3600 seg

Sendo assim,procedemos :
[(m.c.QT)/A]/s

onde:m:massa da água,c:calor específico da água,QT:variação de temperatura,A:área do aquecedor,s:tempo

Taxa de radiação estimada:aprox. 1,8 . 10-3

 

Dicas, sugestões e percepções do grupo:

– É interessante o trabalho ser feito em local com bastante espaço. Nosso grupo fez na varanda do apartamento de um dos integrantes. A bagunça é grande.

– O trabalho não é realizado em apenas um dia. Então, que sejam reservados dias disponíveis para o grupo, exclusivamente para isso.

– Um material EXTRA utilizado foi a cola de silicone, no momento de junção do vidro com o reservatório. Super interessante na hora da montagem, já que o silicone nos ajudou a não deixar água vazar e foi extremamente eficaz.

– Quanto ao isolante térmico utilizado pelo grupo (JORNAL), podem ser utilizados outros como até mesmo isopor. Importante é não ser bom condutor para que não haja nenhum tipo de troca de calor!

– Após a conclusão do trabalho, colocamos o coletor inclinado (aproximadamente 23 graus) e o reservatório superior ao reservatório. Afinal, a Terra em seu movimento de translação em volta do Sol,gira em torno de seu eixo sob um ângulo de aproximadamente 23,27 graus.Com isso,se colocarmos o aquecedor sob um ângulo de 23° com o solo,os raios solares irão atingi-lo fazendo um ângulo de 90° e com isso,melhorando a absorção da irradiação pois diminuirá o número de raios que sofreram reflexão.

E uma das fundamentais para que o trabalho flua, é a interação do grupo! É necessária muita paciência e companheirismo uns com os outro. Não é um trabalho fácil, porém, quando se faz unido fica divertido!

 

Itens Facultativos:

a)     Consumo de água quente mensal de uma família de 4 pessoas(no inverno):

1 pessoa gasta 40 litros de água quente por dia( estimativa) durante 1 mês,a quantidade de água gasta por essa família seria:

40x4x30=4800

Essa família gastaria 4800 litros de água quente por mês.

Obs.: é importante ressaltar que a quantidade de água quente gasta mensalmente pode variar bastante. Alguns fatores são: estações do ano( ou seja, dependendo do clima utiliza-se mais água quente ou não), quais ocasiões usa-se água quente(nosso grupo se baseou em banho de água quente, torneira de água quente e maquina de lavar que faça algumas lavagens a água quente) e

b)      Economia mensal em reais:    No Rio de janeiro,a light cobra 0,31 centavos por kWh consumidos,sendo assim calculamos quantos kWh uma família gasta pela seguinte expressão:

Uma família pagua uma conta de luz de R$100,00,sendo que eles gastam 60kWh por mês com chuveiro eletrico de potência 5000 W.Se eles substituirem o chuveiro elétrico por um de aquecedor solar,a economia será:

60 . 0.31(kWh)=18,6 -> 100 – 18,6 =81,4

Eles passariam a pagar R$81,4 reais usando o chuveiro de aquecedor solar,tendo uma economia de aprox. 18,6%

 

Licença de distribuição do Roteiro:
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