Colégio Pedro II – Campus Centro

Rio de Janeiro, 12 de abril de 2014

Prof. Sérgio

Disciplina: Física

Alunos: Eduardo Teller     nº7        Série: 1º ano do E.M.

Pedro Henrique Carvalho  nº31              T.:2104

Rayane Proença                 nº32

Renata Gomes                    nº35

 

Como montar seu Aquecedor Solar!

 

Materiais utilizados:

– 1 assadeira de metal retangular

– 2 latas de leite em pó de 400ml(Vazias, é claro)

– 1 mangueira de combustível de 70 cm(1/4)

– Um martelo e parafusos, pregos, chaves de fenda, etc.

– 1 lata de tinta preto-fosco (e um pincel, obviamente)

– 1 tesoura e um alicate

– 1 caixa de cola Durepox

-1 tubo de cola de silicone

– Suporte para apoiar a assadeira

– Vidro de 2mm de espessura, um pouquinho maior que a assadeira

 

Instruções para montagem:

 

->Primeiro Passo: Furando bandeja e lata!

Para o primeiro passo, precisaremos de um martelo e de ferramentas como parafusos, pregos e chaves de fenda, além da bandeja e a uma das latas, que serão as vítimas do processo.

Coloque o prego na parte superior direita da assadeira e martele-o para perfurar a bandeja. Troque-o progressivamente por objetos maiores como o parafuso e depois utilize uma chave de fenda, tudo para expandir o buraco e permitir que a mangueira passe posteriormente.

O mesmo processo deve se repetir na lateral inferior da assadeira.

Depois de terminarmos de massacrar a bandeja, temos como alvo a lata de leite em pó. A mesma coisa há de ser feita, um dos furos na parte superior da lata e outro na parte inferior.

(Claramente, uma furadeira poderia se tornar muito mais eficaz, mas, infelizmente, nem todos tem uma em casa à sua disposição. Entretanto, o método utilizado não prejudica o trabalho e o resultado acaba sendo basicamente o mesmo)

->Segundo Passo: Pintando nossa bandeja!

Nesta etapa, precisaremos da assadeira de metal, da tinta preto-fosco e do pincel. Pinte o fundo da bandeja com a tinta-preto fosco utilizando o pincel. Passe quantas mãos forem necessárias para que a tinta aparente ter aderido bem ao metal e ficar bem pretinha e bonitinha, para melhor absorção da irradiação.

 

Certifique-se de que a tinta utilizada é a tinta correta. Se pintar de Tinta Guache, terá que fazer tudo de novo.

 

->Terceiro Passo: Hora da Mangueira!

Corte a mangueira em dois pedaços de tamanhos 30cm e 46cm(para isso, use uma tesoura e/ou um alicate). Prenda o de 30cm na parte superior da bandeja para a parte superior da lata. O pedaço de 46cm deve ser preso nos dois buracos restantes (o buraco da lateral inferior da assadeira e o da parte inferior da lata)

Por acaso a mangueira na foto foi trocada posteriormente)

->Quarto Passo: Colando o (maldito) vidro!

Esse, com certeza, foi o item mais difícil de se obter, ou, pelo menos de se conseguir chegar a utilizar concretamente. Depois de dois vidros quebrados, obtivemos um terceiro que finalmente teve sua chance de (brincadeiras à parte) brilhar ao sol.

Enfim, cole-o na assadeira com Durepox e com a Cola de Silicone. O Durepox endurecerá e colará o vidro na bandeja. A cola de silicone é necessária para que o Durepox não “estrague” quando ficar exposto ao sol. Espere a tinta secar.

->Passos finais

Cole a segunda lata em pó embaixo da primeira com fita adesiva.

Também cole um suporte embaixo da assadeira para deixá-la inclinada.

Encha de água e confira se não há nenhum vazamento. Se não houver, perfeito. Se houver, extermine-o.

Funcionamento

Dia da Apresentação Colocamos o aquecedor cedo(10h25) num bom local no pátio onde achamos que conseguiríamos realizar o experimento eficientemente. O termômetro registrou 25ºC. Fomos para nossas aulas e, no recreio, pudemos retornar ao pátio e verificar que nosso trabalho havia sido removido do local anterior. Tomamos um susto, mas encontramos nosso projeto são e salvo… em um lugar sombreado . Às 15h30, medimos a temperatura novamente e encontramos 34ºC, e isso quer dizer que funcionou, não tão eficientemente quanto o esperado, mas foi.

Taxa de Irradiação– Agora é preciso calcular o quanto de irradiação a água recebeu para aquecer. Para isso precisamos da massa da água (em gramas), o calor específico da água (sua variação ao receber certa quantidade de calor em cal/gºC), variação de temperatura da água (Temperatura inicial – Temperatura final em ºC) sobre a área da bandeja(ela vai receber a irradiação e passar para a água ; m²) e variação de tempo (começo do experimento ao fim em segundos).

m = 5,3 litros =5300 g

c = 1cal/gºC

Δθ = 34ºC – 25ºC  =9º

A = 32 cm x 22 cm =704cm² =0,0704m²

Δt= 10:25 às 15:30 à5h5min=18300seg.

 

5300 g  x  1cal/ºC  x  9 º = 47700 cal

 

0,0704m² x  18300 seg  = 1288,32 m²xs

47700/1288,32 = 37,024962 cal/m² x s aproximadamente.

 

Itens Facultativos

3.1 – Estimar o consumo de água quente mensal numa família de 4 pessoas.

De acordo com Instalação Predial de Água Quente o consumo de água quente em uma residência por uma pessoa em um dia (supondo que seja só um banho de aprox. 10 m) = 45 litros

 

Uma pessoa que toma dois banhos quentes por dia gasta 90 litros.

O consumo de água quente em uma família de quatro pessoas em um dia é igual a 360 litros.

Em um mês à 360 x 30=10800 litros

Algumas informações tiradas de:

https://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070325092202AAyjCzr

http://www.labeee.ufsc.br/~luis/ecv5644/apostilas/aq.pdf

 

 

3.2 – Estimar a economia, em reais, que se faz ao trocar o aquecimento de água por energia elétrica pela energia solar.

 

Supondo que o chuveiro tenha 5400W de potência e uma pessoa tome dois banhos que combinados durem 20 minutos, e considerando que a empresa de energia cobre R$ 0,50 por KWh.

Tempo de dois banhos por dia = 20 min

Tempo de banho por mês = 20 min x 30 dias = 600 min = 10 horas
Potência do chuveiro = 5400 W = 5,4 KW
Consumo = Potência x tempo = 5,4 KW x 10h = 54KWh
Valor Pago = Valor (kWh) x Consumo = 0,50 x 54 = 27 reais em uma mês

4 pessoas em uma mês gastam 27 x 4 = 108 reais. Isso será a economia mensal  da troca do chuveiro elétrico pelo aquecedor solar.

Algumas informações tiradas de : http://www.brasilescola.com/fisica/tomar-banho-quente-custa-caro.htm

 

<a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/”><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88×31.png” /></a><br />Este obra está licenciado com uma Licença <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/”>Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional</a>.