Aprendendo Física em Rede

Pedro II U.E. Centro

Trabalho de Física ( Aquecedor Solar ) 2012

Integrantes:

Daniel Cardoso    N°: 4

Gabriel Gomes     N°:10

Guilherme Cunha      N°: 14

Maria Carolina Barcellos   N°: 22

Turma: 2104     Ensino Médio: 1° ano

Como se construir um aquecedor solar ?

Material:

• Uma bandeja pequena retangular (de alumínio)
• Um pedaço de vidro (não importa a espessura , desde que não seja muito fino) de dimensões compatíveis com as da bandeja
• Uma lata vazia tipo leite em pó
• 140 cm de mangueira plástica fina (1/4″) ( cortar em dois pedaços de 70cm)
• 4 pedaços (3 cm de comprimento cada) de tubinho de antena de TV ou algo parecido para encaixe das mangueiras ( Se não tiver, a mangueira pode ser colada diretamente )
• Tinta preto- fosco ( de preferência spray , pois seca mais rápido)
• Durepoxi normal (secagem lenta)

Passo 1

Pintar a bandeja com a tinta preto fosco em duas levas (Usar um pincel para retoque).

Passo 2

Fazer dois furos (c/ furadeira ou prego e martelo) na bandeja de diâmetro compatível com os tubinhos.

Passo 3

Colar os tubinhos nos furos com durepoxi ( Recomendável passar na parte superior e inferior da bandeja )

Passo 4

Fazer dois furos na lata ( um próximo ao fundo e um próximo a tampa ) e colar os tubinhos com o durepoxi (mesmo processo da bandeja).

Passo 5

Colar o vidro c/ durepoxi na bandeja. Passar primeiro em volta da bandeja e colar. Depois “moldar” o espaço entre o vidro e a bandeja para não ocorrer vazamentos.

Aquecedor Solar em funcionamento :

Para obter o funcionamento do aquecedor, deve-se colocar água na lata até que o coletor ( bandeja ) fique completamente cheio e as mangueiras sem nenhuma bolha de ar. É importante que

a água ultrapasse o nível da mangueira superior na lata e não é necessário que fique cheia até a borda.

O aquecedor deve ser exposto ao sol de forma que o reservatório fique em uma parte alta e o coletor em uma parte baixa para que aja a CONVECÇÃO do calor.

Calculando a taxa de irradiação : 

Colégio Pedro II – Uned Centro

série : 1° ano Ano: 2012 Turma : 2108

Nome : Manuela Araújo N° : 19

Nome: Tatiana Gomes N° : 31

Nome : Ana Carla Borges Nº : 36

Nome: Karina Braga do Almo Nº : 35

Antes de montar o aquecedor solar é necessário compreender seu funcionamento , para essa explicação pode- se usar alguns conceitos físicos como por exemplo o processo de propagação de calor , onde determinada energia térmica muda espontaneamente , de região com maior temperatura

para outra com menor temperatura esse processo se dar de três maneiras denominadas condução convecção e irradiação . No caso do aquecedor o processo mais adequado é a irradiação que ocorre da seguinte maneira um corpo recebe raios solares através de ondas eletromagnéticas que após absorvidas são transformados em energia térmica .

• Para a montagem do aquecedor serão necessários os seguintes materiais :
• uma forma de alumínio ( utilizada p/ fazer bolos )
• um pedaço de vidro com espessura de 2mm e com dimensões iguais a da forma
• uma lata ( tipo de leite em pó )
• 70cm de mangueira plástica e fina (¼)
• durepoxi
• cola silicone
• tinta preto – fosca
• furadeira

1° passo : pinte o fundo da forma com tinta preta – fosca (2 demão) e deixe secar por alguns minutos . Obs: antes da pintura é ideal que se limpe a forma com álcool .

2° passo : com a furadeira faça furos com o mesmo diâmetro da mangueira nas laterais

da forma

3° passo : instalar a mangueira nos furos da forma para ajudar na fixação utiliza-se cola silicone

e durepoxi dentro e fora da forma e deixe secar por alguns minutos .

4° passo : faça um furo na lata com o mesmo diâmetro da mangueira e depois repita o mesmo processo utilizado anteriormente na forma para a fixação da mangueira .

5° passo : cole o vidro em cima da forma, para ajudar a fixar utilize o silicone e o durepoxi

após a  montagem do aquecedor iremos testar  a propagação de calor ( irradiação)

massa: 3,0g

área : 23 cm x 35cm

tempo : 9 h ->  5400 seg

temperatura inicial :  25°c

temperatura final  : 50 °c

calor específico : 1,0 cal/g°c

taxa de irradiação : 0,14cal.s^-1.cm^-2

– as vantegens de se adquirir um aquecedor solar :

ao obeter um aquecedor desse tipo um individuo ,não está só contribuindo com o meio ambiente mais também  esta economizando e poupando energia eletrica uma forma de comparar isso é através do consumo diário de um chuveiro elétrico com o aquecedor solar

consideremos o consumo do chuveiro em quilowatt-hora (kwh) e o tempo de consumo de 15min .

potência = 4500w

tempo de consumo = 15min

E = P. T

P = 4500W => 4,5

T = 15min => 0,25h

E = 4,5 . 0,25

E = 1,125 kwh

sabendo -se que uma companhia de luz elétrica na cidade do RJ cobra 0,36401kwh calcularemos o custo

custo = tarifa . consumo

custo = 0,36401 . R$/kwh . 1,125

custo = 0,36401. 1,125

custo = 0,40 => R$ 0,40

com base nestes dados vamos calcular o consumo diário durante um Mês de uma familia de 4 pessoas o custo total será de:

custo = potência . tempo . n° de pessoas . tarifa

custo = 4,5 . 0,25 . 4 . 36

custo = 162kwh

custo total = 0,36401 . R$/kwh . 162kwh

custo total = 58,96 => R$ 58,96