Roteiro de Replicação(Maria Julia)

Publicado em 08/05/2012 por

Grupo: Karina Santiago, Maria Júlia Santana, Nathalia Garcia, Rodrigo Reis e Wallace Araújo.

Ano: 1° série, Ensino Médio.

Turma: 2108

Turno: Tarde

Colégio Pedro II, Unidade Escolar Centro.

 

Material e Método de Montagem

Desde o mais simples (o caseiro) até o mais complexo (abastecem uma casa inteira ou até mesmo um prédio), um aquecedor solar é composto, basicamente, pelo coletor solar e pelo reservatório.  

Para o coletor, usamos uma forma para bolo (já usada, veja uma forma de reciclagem!) já com o fundo preto, logo não foi necessário o uso de tinta óleo.

Para furar a bandeja, esquentamos o alumínio para que ele dilatasse. Depois furamos com prego.

O reservatório é uma lata de leite em pó e para conectá-los, uma mangueira de chuveiro. Utilizamos o Durepox para fixar a mangueira na lata e na forma e a cola de silicone para impedir que o metal dilate e a água vaze, pois a cola dilata junto com o material.

Depois desses processos, o aquecedor ficou assim:(foto)

Então, botamos o vidro para o isolamento parcial da água do meio externo.

E por último, o isolante térmico, para que a água não perca calor para o meio. Utilizamos isopor.

blabla

O aquecedor pronto:

 

Como a água é aquecida?

A radiação é uma propagação de energia através de ondas eletromagnéticas. Ao serem absorvidas, parte da energia se transforma em energia térmica (vira calor).

Essa é a forma de propagação de calor para o aquecimento da água. Primeiramente, o calor solar chega a Terra por meio de irradiação. Depois até o coletor (que absorve um calor maior por causa do fundo preto).

Depois, por meio de condução o calor passa de molécula por molécula aquecendo toda a água do coletor. Condução é definida pelo processo de propagação de calor de passa energia de partícula para partícula.

E finalmente a água passa pela mangueira e, por meio de convecção, a água quente sobe, por ser menos densa e a fria é empurrada para baixo por ser mais densa.

Daí concluímos, que a água aquecida ficará no reservatório e a água fria no coletor.

 

Calculo da Irradiação

Q= m.c. ΔT

I= Q/ΔTempo.A

Q=1000ml.1.5°C

Q=5000cal/ml°C

I= 5000/60.30.20

I= 1,38 aproximadamente

 

Quanto podemos economizar com o uso de aquecedor solar?

Supondo que uma casa de quatro pessoas tenha um chuveiro elétrico de potência 6000 W ou 6 kWh. Cada indivíduo toma dois banhos de 15 minutos ao dia (quente).

Unidade: quilowatt – hora (kWh)

E = P. ΔT

E = 6. (0,25. 2. 4)

E = 12

E = 12 kWh diárias

12. 30 = 360kWh mensais

Cada kWh é R$ 0,4 (aproximadamente)

360. 0,4 = 144

Logo, essa família gasta R$ 144,00 só com o aquecimento da água. Todo esse dinheiro seria economizado se ela usasse o aquecedor solar (que não poderia ser o caseiro, mas sim um mais complexo)

Fontes:

www.sofisica.com.br

http://aprendendofisica.net/rede/

Aulas de física

FIM

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Roteiro de replicação

Publicado em 08/05/2012 por otavio

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

Qágua= mágua.cespec.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.

 

Publicado em 2012, 2102, Atividade-Alunos, CP2, Física, Projetos, Relatório | 2 Comentários

Roteiro de replicação – Aquecedor solar

Publicado em 08/05/2012 por marcelo10

Colégio Pedro II – Unidade Centro

Gabriel de Assis – nº 12

Lucas Correa – nº 19

Turma 2104 – 1º ano

Material usado:

Bandeja de alumínio retangular

Tinta preta (spray)

Lata vazia de leite em pó

1 metro de mangueira plástica

Durepoxi

4 tubos de ferro

Um pedaço do vidro de dimensões semelhantes a da bandeja

Chave de fenda

Roteiro de replicação

Abre-se dois buracos na bandeja com uma furadeira e depois usa-se um chave de fenda para alargar o buraco para que os tubos de ferro possam entrar. Depois pinta-se a bandeja com tinta spray preta e deixa secando em um lugar fechado, pois alguma coisa pode cair na bandeja durante a secagem e assim comprometendo o resultado final da pintura. O mesmo processo usado para abrir os furos na bandeja deve ser usado na lata de leite em pó. A melhor maneira de vedar os espaços nos aquecedor e usando Durepoxi mas outras colas também são bem vindas nessa hora. O reservatório (lata) pelo menos uns 20 centímetros acima da bandeja, também é importante que não haja nenhuma bolha de ar, acho importante que a tampa da lata também seja de alumínio.

Taxa de Irradiação

Área da bandeja: 33×22 = 726 cm³

Tempo: 1 hora e 20 minutos

Temperatura Inicial: 23º

Temperatura final: 37º

Taxa de irradiação estimada: 14cal/m²s

Licença de distribuição do roteiro

<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 />Este <span xmlns:dct=”http://purl.org/dc/terms/” href=”http://purl.org/dc/dcmitype/Text” rel=”dct:type”>obra</span> foi licenciado sob uma Licença <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/”>Creative Commons Atribuição-Vedada a criação de obras derivativas 3.0 Brasil</a>.

 

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Roteiro de Replicação (Grupo Maria Fernanda – 2108)

Publicado em 08/05/2012 por

 

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro

1º ano Ensino Médio

Turma: 2108

Nomes: Letícia de Siqueira Prata Neves

               Maria Fernanda Corrêa Feijó

               Raquel Alencar           

               Stephanie Ferreira de Souza

Números: 17, 20, 26 e 28.

·      Projeto de Aprendizagem #1

Separamos os meterias necessários: Tabuleiro, tinta, mangueira, antena, lata, jornal e cola.

1º- Acessamos o site “AprendendoFísica.net’’, para abrir o roteiro e começarmos o projeto!

2º- Pintamos o tabuleiro com tinta preta fosca e deixamos secar bastante.

3º- Cortamos a mangueira e a antena no tamanho pedido.

4º- Furamos o tabuleiro e a lata para encaixar a mangueira.

5º- Cobrimos a lata com várias camadas de jornal, tomando cuidado para não fechar o buraco feito.

6º- Medimos o vidro para ver se está tudo de acordo.

  • Pontos Facultativos #2

Chuveiro elétrico

O chuveiro é um dos itens que consomem mais energia dentro de casa. De acordo com pesquisas uma família de 4 pessoas gasta mensalmente uma média de R$ 38,40; considerando que:

·      O chuveiro utilizado é de 4000 watts

·      Este mesmo chuveiro é utilizado 40 minutos por dia. (10 minutos por banho).

·      A media do custo do kWh é de R$0,12

·      Consumo de 320kWh por mês (80kWh por pessoa por mês)

·      Apenas um banho por pessoa por dia

·      Água quente em todos os banhos

Calculo estimativo

Quantidade de kWh X preço de kWh = 320X0,12= R$38,40

Chuveiro com energia solar

Segundo pesquisas o aquecedor solar consome em média 0,7kWt por dia (família de 4 pessoas, 1 banho por dia, de em média 10 min), dando um total de aproximadamente 21 kWt por mês. (I) Se o custo do kWh é de R$0,12, assim o gasto mensal é de R$2,52 (II).

Ao trocar o chuveiro elétrico por um de energia solar, tem-se uma economia mensal de R$35,88.

Cálculo Estimativo

(I)            0,7 x 30 = 21.

(II)          0,12 x 21 = 2,52

R$38,40 – R$2,52 =  R$ 35,88

Anualmente, a economia chega em média á R$400,00.

OBS: Foram usadas nesse ponto as mesmas considerações do ponto anterior: o mesmo número de componentes na família, o mesmo tempo de banho (10 minutos) e o mesmo número de banhos (1 por pessoa).

Benefícios do aquecimento solar de água ao meio ambiente:
– Redução da emissão dos gases de efeito estufa: Um sistema de aquecimento de água residencial com dois coletores, pode reduzir 2 toneladas de CO2 por ano, ou 50 toneladas durante a sua vida útil.
– Geração de energia no local de uso: Redução da necessidade de exploração e transporte de combustíveis fósseis.
– Equipamentos locais: Equipamentos é manufaturado no Brasil.
– Aumento do tempo e vida do sistema de aquecimento em uso.

Fontes consultadas para auxiliar nas Estimativas:

http://www.sollaric.com.br/aquecimento_solar_agua.htm

http://www.ebanataw.com.br/roberto/energia/ener15.htm

http://www.cidadessolares.org.br/conteudo_view.php?id=306

Conta de luz dos integrantes

http://www.himinsolar.com.br/4-solar-water-heating.html

 

Cálculo de Irradiação

Taxa de Irradiação = Q/variação de tempo.área

Q = quantidade de calor

Área : 24cm x 13cm = 312 cm²

Massa : 650ml = 650g

Tempo : 1hora = 3600 segundos

Temperatura inicial : 23ºC

Temperatura final : 39 ºC

Variação de temperatura : 16ºC

Calor específico: 1,0 cal/g°C

Q = massa.calor específico.variação de temperatura

Q = 650x1x16

Q = 10400 cal

Variação de Tempo x Área = 3600 X 312 = 1123200

 Taxa de irradiação = 10400/1123200

 Taxa de irradiação: 0.009cal/s.cm²

Licença de Destribuição de Trabalho Intelectual

<a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/br/”><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by-nc/3.0/br/88×31.png” /></a><br /><span xmlns:dct=”http://purl.org/dc/terms/” property=”dct:title”>ProjetodeAprendizagem</span> está licenciado sob uma <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/br/”>licença Creative Commons Atribuição-Uso não-comercial 3.0 Brasil</a>.

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