Aprendendo Física em Rede

Colégio Pedro II – Campus Centro
Profº Sérgio Projeto de Física 1º Ano do Ensino Médio – 2014
Fabiano Ferreira 09 Turma 2102
Guilherme Henrique 15
Miguel Celestino 26
Vinícius Nascimento 34
Yasmin Hughes 36

ROTEIRO DE REPLICAÇÃO

Materiais necessários:

Uma bandeja metálica retangular (de alumínio) de dimensões 20 cm (largura) por 28 cm (comprimento);
Um pedaço de vidro de 02 mm de espessura, feito sob medida, de modo a se encaixar corretamente na bandeja;
01 metro de mangueira plástica fina (1/4”);
Lata de leite em pó (vazia);
Tinta preto-fosco (de preferência em spray);
Espaçadores de 03 mm;
Durepoxi normal (secagem lenta).

Montagem do sistema:

– Fazer 02 furos na bandeja e 02 na lata. Fazer 02 furos no fundo da bandeja, próximos às extremidades (cada um próximo de cada extremidade). Fazer 02 furos na lateral da lata: o primeiro (entrada de água quente) um pouco acima da metade da lata; já o segundo (saída de água fria), bem próximo do fundo. Os furos devem ser feitos de acordo com a espessura da mangueira, todos com auxílio da furadeira;
– Pintar o fundo da bandeja com a tinta preto-fosco e esperar secar totalmente;
– A mangueira foi cortada ao meio, e os dois pedaços foram fixados na lata e na bandeja: foi colocada a primeira ponta da mangueira na parte de cima da lata, e fixada com durepoxi; a outra ponta da mangueira foi fixada no furo (da bandeja) da extremidade mais próxima, também fixada com durepoxi. E no outro pedaço da mangueira, uma das pontas foi fixada na parte debaixo da lata, com durepoxi; e a outra ponta foi fixada no outro furo da bandeja (da extremidade mais distante), também fixada com durepoxi;
– Colocar 02 espaçadores (03 mm cada) em cada canto da bandeja, fixando-os com durepoxi. Sobre eles, depositar o vidro, encaixando-o corretamente na bandeja, com o uso do durepoxi nas bordas da bandeja (dentro e fora), sempre evitando frestas, para que não ocorram vazamentos;
Para que o sistema funcione de maneira correta, o reservatório de água (lata) deve ficar acima do coletor de radiação (bandeja). Posicionar a bandeja à 23º de inclinação do chão e a lata um pouco acima do nível da bandeja (colocar algum suporte embaixo da lata e para apoio da bandeja, para manter no ângulo corretamente). Encher o sistema com água (pouco mais de um litro) e expô-lo ao sol. Eliminar possíveis bolhas de ar nas mangueiras de ligação, pois podem interromper a circulação da água e seu aquecimento.

Sistema pronto

CÁLCULO DA TAXA DE IRRADIAÇÃO

Irradiação média = Q/A.Δt = mcΔθ/A.Δt = V(valor) cal/s cm²
Onde: Q = quantidade de calor, m (massa da água), c (calor específico da água), Δθ(variação de temperatura), A (área da bandeja) e Δt(variação de tempo). V(valor) em calorias/segundo centímetro quadrado ou metro quadrado.
– m (massa da água) => 336g
– c (calor específico da água) => 1 cal/g ºC
– Δθ (variação de temperatura) => 38ºC – 28ºC
– A (área da bandeja) => 20 cm de largura X 28 cm de comprimento = 560 cm²
– Δt (variação de tempo) => 14:00 – 12:33 = 1h30min aproximadamente = 5.400 s
=> Q/A.Δt => 336g x 1 x 10ºC/560 cm² x 5.400 s = 3360 gºC/3.024.000 s cm² = 0,0011cal/s cm² ou 11 cal/s m²
R: V = 0,0011cal/s cm² ou 11 cal/s m²

LICENÇA DE DISTRIBUIÇÃO DO ROTEIRO

ITENS FACULTATIVOS:

3.1 – Estimar o consumo de água em uma família de 4 pessoas.
Segundo média da ANBT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), uma pessoa consome 110 L de água quente por dia, então:
110 L/pessoa X 4 pessoas = 440 L por dia
440 L/dia X 30 dias = 13.200 L/mês
R: Portanto uma família de 4 pessoas gastam, em média, 13.200 L de água quente em 1 mês.

3.2 – Estimar a economia, em reais, que se faz ao trocar o aquecimento de água por energia elétrica pela energia solar!
– Segundo a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), a Tarifa Residencial Vigente da empresa Light (Light Serviços de Eletricidade S/A) é de R$ 0,32874 por kW/h, até o dia 06/11/2014.
– Uso estimado de água quente: 40 min (numa família de 4 pessoas, supondo que cada uma tome um banho diário de 10 min).
– Custo => R$0,32874/60min = x/40 min => R$0,21916/h => R$0,21916 X 24h = R$5,25984/dia
– R$5,25984/dia X 30 dias = R$158/mês
– Custo aproximado de manutenção do aquecedor (sem contar o custo da sua construção) => R$100,00/mês
R: Economia => R$158,00 – R$100,00 = R$58,00/mês (isso no primeiro mês, porém com o uso do aquecedor, não há cobrança mensal, então a economia será ainda maior a partir do segundo mês).

Relatório do Projeto de Física- Aquecedor Solar
Gabriel Pais- Número:10/ Marco Vicente- Número:26
Luiz Arêdes- Número:24/ Paulo de Carvalho- Número:30
Turma:2104
Introdução:
Nos dias de hoje, há uma grande quantidade de famílias que não tem condições de pagar o aquecimento de sua água em casa, o trabalho que estamos fazendo, é (de forma rústica) uma solução para isso, pois, com um pequeno custo, podemos aquecer uma determinada quantidade de água. O objetivo de nosso trabalho é demonstrar como este simples mecanismo pode aquecer a água e com isso ampliar nossos conceitos e conhecimentos sobre determinados assuntos relacionados, principalmente, ao calor.
Materiais:
Para a realização do experimento, foi necessário um certo gasto com materiais. Nós usamos:
-Embalagens de durepoxi (secagem lenta)
. –Furadeira
–Lata de alumínio de leite-em-pó.
-Uma bandeja de alumínio média de aproximadamente 19x29x4.
-Mangueira de aproximadamente 70cm de comprimento.
-Vidro de tamanho idêntico ao da bandeja de 2mm de espessura.
-Lata de tinta spray de cor preta.
Montagem:
A montagem ocorreu no dia 02 de abril, com parte dos membros do grupo. Com alguns dias de antecedência a bandeja havia sido pintada corretamente com tinta spray. No dia da montagem, com o auxílio de variadas ferramentas, pudemos abrir furos na bandeja e na lata para que a mangueira pudesse passar.
A mangueira foi cortada em duas partes de mesmo tamanho para que ela pudesse, depois, ser encaixada nas entradas.
O vidro, em seguida, foi posto sobre a bandeja, de modo que não permitisse que entrasse ar ou que vazasse água. Ele foi cuidadosamente afixado com durepoxi para que não se desprendesse. Abalançamos, então que podeira haver uma maneira do vidro se soltar então foi aboletou-se mais durepoxi.
Usamo-nos de fita isolante, que provou ser deveras profícua nos consertos realizados de última hora.
Considerações finais:
O trabalho não funcionou no dia de entrega, pois ocorreram vazamentos, e o nível de água não foi suficiente para que funcionasse.

Fotos do Trabalho:

Relatório