Rede Social do Aprendendo Física

by dominiqueferreira

Roteiro de Replicação – Aquecedor Solar

09/05/2012 in Física

Colégio Pedro II – U.E. Centro

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>.

No Comments »

by emanuele

09/05/2012 in Projetos-Aprendizagem

——————————————————————————————-

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.]

No Comments »

by lucasmacedo

Roteiro de replicação-

09/05/2012 in 2108, CP2, Experimentos, Física, Projetos, Projetos-Aprendizagem

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

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
Read the rest of this entry →

No Comments »