OBS: As notas das turmas 2102 e 2108 já foram informadas, em sala, assim os alunos já sabem se estão ou não em apoio!

Sugestão de estudo: resolver as questões do livro, exceto as de aprofundamento!

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

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

.

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.

 .

.

.

.

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

]]> http://aprendendofisica.net/rede/blog/2012/05/09/relatorio-aquecedor-solar/feed/ 0 http://aprendendofisica.net/rede/blog/2012/05/09/8637/ http://aprendendofisica.net/rede/blog/2012/05/09/8637/#comments Wed, 09 May 2012 03:06:11 +0000 lucasmacedo http://aprendendofisica.net/rede/?p=8637 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.

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>.

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro

Alunas: Emanuele Mesquita da Silva Aurélio n° 06,

Isabelle Coelho de Mello Menezes nº 17

Madiana Martins Barros nº 20

Tainara Medeiros Barbosa n° 31

Série: 1° ano do Ensino Médio   Turma: 2104

——————————————————————————————-

1. um pedaço de vidro (espessura 2 mm) de dimensões compatíveis com as
da bandeja;

2. 70 cm de mangueira plástica fina (1/4 );

3. uma bandeja pequena (metálica) retangular ou forma para bolo pequena (de alumínio);
da bandeja;

4. uma lata vazia, tipo de leite em pó;

5. Durepoxi normal (secagem lenta).

6. tinta preto-fosco;

7. 4 pedaços (3 cm de comprimento cada) de tubinho de alumínio (vareta de
antena de TV);

Em relação à Bandeja:

• Quando for pintar a bandeja, é necessário limpa-lo anteriormente com álcool.  E ao pintar, pinte duas vezes, uma em cada sentido.
• É necessário fazer 2 furos, 1 em cada lado ( o “menor”, a largura). Pode ser feito com broca, mas quem não tiver, pode bater um prego e assim, furá-la.
• 

Em relação à Lata:

• Necessita-se fazer 2 furos também um a uma pequena distancia do fundo e o outro a uma pequena distancia do topo.
• E colar jornal ao redor da lata, cola comum não funciona, pois não cola metal, por isso indicamos o uso de super bonder.
• Dica: em caso de colar alguma parte do corpo com super bonder, lavar com água quente e sabonete e passar hidrante ou óleo de amêndoas.

Em relação aos Tubos:

• Você precisa de 4 tubos de antena de 35mm de comprimento cada.  Para cortar a antena você pode usar broca (pode ser a fresa de corte lateral) ou uma serrinha.

• Esses pequenos tubos entram nos buracos feitos na lata e na bandeja, para cola-los use durepoxi. Enrole a massa até a formação de finas “cobrinhas” e envolva o tubinho e achate a cobrinha na superfície da bandeja e/ou lata.

• Dica: Para misturar o durepoxi, molhe as mãos e misture a massa até obter uma massa homogênea.

Em relação à Mangueira:

• Encaixe as mangueiras nos tubinhos.

Em relação ao Vidro:

O vidro no aquecedor é usado como uma tampa da bandeja, além de ser uma parte muito importante para o funcionamento do aquecedor, pois deixa entrar calor e luz, mas não possibilita a saída de radiação. Antes de colá-lo limpe-o com álcool.

• Para colar o vidro na bandeja é preciso usar durepoxi também, coloque para cima e para baixo para segurar bem o vidro. E deixe secar bem.

Em relação ao Funcionamento:

• Com a bandeja conectada a lata pelas mangueiras, encha a lata de água de modo que também encha a bandeja.
• Coloque a bandeja inclinada, e meça a temperatura da água.
• Deixe um tempo e meça novamente a temperatura.
  Q=m.c.dteta
  Taxa de irradiação= Q\A.dt
  Q=2000.1.8 = 16000 cal
  A= 28×18=540cm²       —>  m²=5,04  aprox. 5 m²
  dt= 2h=120 min=3600 x 2= 7200
  I= 1,6x 10 ^4 / 5 x 7200

   I= 3,2 x 10³ x 7,2 x 10³ = 23,04 x 10 ^6 = 2,304 x 10^7 cal/m².s

  • 1. Em média, cada banho leva 8 minutos. Uma pessoa toma, em média, 2 banhos por dia. Em uma casa com 4 pessoas toma-se 8 banhos por dia.
  • 8×30=240 banhos 240×8= 1920 minutos de banho 1920/60= 32 horas
  • 64×30=1920 litros de agua por mês Em http://pcc2465.pcc.usp.br/Apostilas/pcc-2465-suprimento%20de%20%C3%A1gua%20quente.pdf, verifica-se que o consumo de água é de 0,12 l/s. Logo, 1 minuto 7,2 litros
  • 60×7,2= 432 litros/hora
  • Preço= 176×0,34304= 60,37
  • R$= 60,37
  • 432×32=13824 litros de água por mês
  • 2. Supondo que o chuveiro tenha a capacidade de 5500W.
  • R$/kWh= 0,34304
  • Preço = 5500 x 0,34304
  • 5500×32= 176000 176kW
  • Preço= 176×0,34304= 60,37
    R$= 60,37

[Criando um mini aquecedor de Emanuele Mesquita é licenciado sob uma Licença Creative Commons Atribuição-Uso não-comercial-Vedada a criação de obras derivadas 3.0 Brasil.
Baseado no trabalho em aprendendofisica.net.
Perssões além do escopo dessa licença podem estar disponível em http://creativecommons.org/choose/?jurisdiction=br.]

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

1°-Material- tabuleiro de alumínio, tinta óleo, durepoxi, uma lata de leite em pó, uma furadeira( com o objetivo de furar o tabuleiro) ,vidro, durex, jornal(isolante térmico), cola de silicone e pedaços de papel da embalagem(o papel tem a parte interna feita de plástico) interna do durepoxi afim de vedar possíveis vazamentos) e uma mangueira transparente.
Processo de produção do aquecedor- Utilizamos a tinta óleo para dar as duas mãos de tinta no tabuleiro, o que demorou porque a tinta é úmida e não seca perfeitamente, antes disso limpamos o tabuleiro na cozinha do Colégio Pedro II- Centro.
Após a tinta seca, furamos o tabuleiro com uma furadeira e uma broca um pouco maior que o diâmetro da mangueira

Com o tabuleiro de alumínio pintado a tinta óleo e já furado, em dois pontos que na vertical ficam em alturas diferente.
Tivemos de enrolar o jornal na lata de leite em pó, o jornal serve como isolante térmico e utilizamos o durex e um pouco da cola de silicone para que ficasse bem preso na lata o jornal.
Após isso, utilizamos o durepoxi para prender e vedar as mangueiras na lata e no tabuleiro. Depois do feito, utilizamos a cola de silicone para colar o vidro no tabuleiro, e vedamos a parte externa do vidro, a borda onde foi posta a cola de silicone para colar o vidro, vedamos com durepoxi e o papel da embalagem para prevenir possíveis vazamentos.
Os furos, feitos com uma furadeira no tabuleiro e na lata, estão em alturas diferentes quando os objetos são postos na vertical.
Massa da água= 500g

Área= 23 cm x 33cm    -     0.23 m x 0.33m
Temperatura inicial= 25C°
Temperatura final=  34C°
Calor específico da água = 1 cal/g°
1 hora = 3600 segundos
Cal/seg x m² = taxa de irradiação
9 x 1 x 500 = 4500
4500/ 3600 seg x 0,0759 =>  4500/ 273,2 => ~ 16,47144
Taxa de irradiação =  ~ 16,47144

1º Ano T: 2104

Roteiro de Replicação
Indicações práticas para a montagem do aquecedor:

I.    Na falta de uma furadeira, que otimizaria muito o nosso trabalho, utilizamos antenas de TV, pregos e pequenos utensílios metálicos de diferentes diâmetros para que aos poucos fosse se formando os furos para entrada dos tubos de plástico, por meio do martelo;

Utilização de energia solar para aderência mais eficaz da tinta

II.    Para que os tubos não rasgassem ao entrar nos buracos, que formaram pontiagudas sobras com as marteladas, utilizamos uma lixa para que a superfície ficasse mais lisa e não oferecesse perigo de um futuro vazamento;
       

III.    Antes de fixar os tubos com Durepoxi, utilizamos cola de silicone um dia antes;

IV.    O reservatório foi forrado por várias folhas de papel de jornal, pois o calor específico pequeno do jornal dificultaria a perda de calor para o ambiente, funcionando como um isolante térmico e, assim, tornando mais eficiente o aquecimento.

Taxa de Irradiação

Considerando a fórmula para cálculo da taxa de irradiação:
I = Q/A.∆t, temos:
I = 2100 . 1 . (27-24)
532 . 3600
= 0,00328 cal/cm².s

m = 2100g          a = 28 cm . 19 cm (cm²)

∆T = 3 ºC         ∆t = 3600s

Θi = 24 ºC         Cágua = 1 cal/g°

Θf = 27 ºC
Obs: a variação ∆T pequena deve-se ao dia nublado em que o aquecedor fora posto em prática

Consumo de água quente

Considerando que:

a.    Um banho de 12 minutos de uma pessoa, consome 225l e cada pessoa tome dois banhos por dia temos 450l de água quente por dia;

b.    A água quente é apenas utilizada no banho;

Numa família de 4 pessoas podemos estimar um consumo de:

450l . 4 (pessoas) . 30 (mês)
= 54.000l de água quente/ mês

Economia de luz elétrica

Para calcularmos o consumo de energia elétrica do chuveiro em um banho, utilizamos sua potência em kW e o tempo de uso em horas, então teremos:

Energia = 4,5 kW (potência / exemplo retirado do chuveiro da casa do Tiago) . 12 min (variação de tempo)
E = 4,5kW . 0,2 h = 0,9 kW/h

Para descobrir a economia em reais, considerarmos a tarifa cobrada pela Light por kW/h (distribuidora de energia elétrica do RJ) e a energia consumida (E)

Custo = 0,34304 ( tarifa vigente até 6/11/2012) . 0,9 kW/h (quantidade de energia gasta em um banho)
Custo = 0,34304 R$/kW/h . 0,9 kW/h
= R$ 0,31 (aproximadamente)

Considerando uma família de 4 pessoas que tomem 2 banhos por dia levando 12 minutos sob a água quente, temos durante um mês um custo de:

C = R$ 0,31 . 2 (Qbanhos) . 4 (pessoas) . 30 (mês)
= R$ 74,40

Ao trocar o aquecimento de água por energia elétrica por energia solar, temos uma economia de aproximadamente R$ 74,40 por mês.

<a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/”><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by-nc-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”>Relatório de Física</span> de <span xmlns:cc=”http://creativecommons.org/ns#” property=”cc:attributionName”>Tiago</span> é licenciado sob uma <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/”>Licença Creative Commons Atribuição-Uso não-comercial-Vedada a criação de obras derivadas 3.0 Brasil</a>.

Grupo: Juliana Barboza do Nascimento         n° 16
Larissa Mello da Silva             n° 17
Lucas Lima de Carvalho  n° 20
Tainá D’Aiuto                  n° 33

Roteiro de Replicação

Material:

- Uma bandeja pequena e retangular de metal
- Vidro de 2mm de espessura e que deve ter exatamente o mesmo tamanho da bandeja
- Uma lata de metal (de leite em pó)
- 2 mangueiras de 70cm cada
- Tinta preto fosca
- Durepoxi
- Martelo
- Pregos de tamanhos variados
- Silicone
-  Lixa

Montagem:

1 – Use álcool para limpar a bandeja.

2 – Deve-se pintar o tabuleiro com a tinta preto fosca, previamente, e depois passar outra mão de tinta.

3 – Faça os buracos: um do lado direito do tabuleiro e o outro no lado esquerdo, porém na parte de baixo; na espessura exata da mangueira.
Dica: utilize pregos de espessuras diferentes, começando com o menor, para ir furando aos poucos a bandeja.
Dica: após furar cada buraco, bata com o auxílio do martelo o lado de dentro da bandeja para desamassá-la.
OBS: amasse as dobras do buraco e raspe no final para não furar a mangueira.

4 – Faça os buracos no reservatório, um no meio da lata e o outro bem em baixo.
Dica: utilize o mesmo modo que você furou a bandeja.
Dica: segura no lado de dentro para não amassar muito a lata e estragá-la.
Dica: amasse as dobras do buraco e raspe no final para não furar a mangueira.

5 – Encaixe as mangueiras nos buracos do tabuleiro e da lata.

6 – Use Silicone para colar a mangueira

7 – Depois de seco o silicone,use o durepoxi para prender as mangueiras e não vazar a água
Dica: use o durepoxi para prender nos lados de dentro e de fora da bandeja.
Dica: espere o durepoxi secar bastante tempo, e não mexa durante esse processo.

8 – Cole o vidro também usando o silicone e depois o durepoxi.

9 – Enrole o reservatório com jornal e depois tampe.
A física do Trabalho

O calor se propaga por Irradiação do Sol para a placa coletora, por condução, da placa coletora para a água dentro da placa e convecção da água para o reservatório.
Taxa de Irradiação:

Área do coletor: 21×31 = 651 cm²
Tempo: 1h (3600 segundos)
Temperatura Inicial: 20°C
Temperatura final: 23°C
Massa: 2290 g
Calor específico da água: 1cal/g°
Calorias: diferença de temperatura X calor específico X massa = 3 X 1 X 290 = 870 Cal
Taxa de Irradiação: Caloria / massa X área =
870 / 2290 X 651 =0,0029cal ) cal / s.m-² (aproximadamente)

Itens Extras:

Consumo de água quente
Levando em conta que uma pessoa, que toma um banho de 12 minutos, consome 225 L, e que cada pessoa toma dois banhos por dia, logo irão consumir 450 L de água quente por dia. Então em uma família de 4 pessoas o consumo de água será:

450 L X 4 (pessoas) X 30 (mês) = 54.000 L de água quente por mês

Economia de luz elétrica
Para calcularmos o consumo de energia elétrica do chuveiro em um banho, temos que utilizar o kW e o tempo de uso (em horas):

Energia = 5,5 kW (potência retirada baseado no chuveiro da Tainá) X 12 min (variação de tempo)

E =5,5 W . 0,2 h = 1,1 kW/h

Para descobrir a economia em reais, pegamos a tarifa cobrada pela Light por kW/h e a energia consumida (E)

Custo = 0,34304 . 1,1 kW/h (energia gasta em um banho)
Custo = 0,34304 . 1,1 kW/h = R$ 0,38 (aproximadamente)

Considerando que em uma família de 4 pessoas cada um toma 2 banhos por dia com duração de 12 minutos com água quente, então o custo mensal será:

C = 0,38 X 2 (n° de banhos) X 4 (n° de pessoas) X 30 (mês) = R$ 91,20

Então, observa-se que se trocássemos o aquecimento de energia elétrica, pelo aquecimento de energia solar, teríamos uma economia de R$91,20.

<a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/“><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/3.0/br/88×31.png” /></a><br />Este obra foi licenciado sob uma Licença <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/“>Creative Commons Atribuição-Uso não-comercial-Vedada a criação de obras derivadas 3.0 Brasil</a>.