Projeto para uma escola em Salvador: 15 kg de parafina (L = 200 kJ/kg) é usada como armazenamento térmico por…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Projeto para uma escola em Salvador: 15 kg de parafina (L = 200 kJ/kg) é usada como armazenamento térmico por fusão a 40 °C. Estime Q = m·L (J) e compare com a energia necessária para elevar 5 °C o ar de uma sala de 50 m³, com ?_ar = 1,2 kg/m³ e c_ar = 1000 J/kg·K. Avalie se o protótipo supre a demanda e proponha uma intervenção técnica.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Q_paraf = m·L = 15·200000 = 3,0×10^6 J. Massa do ar = 50·1,2 = 60 kg. Energia para ?T=5 °C: Q_ar = 60·1000·5 = 3,0×10^5 J. O armazenamento é ˜10× maior que a demanda, logo suficiente. Intervenção: adicionar isolamento térmico e controle digital (sensores de temperatura + microcontrolador) para reduzir perdas e gerir carga térmica, aumentando eficiência.
Explicação
A análise comparativa entre a energia armazenada na parafina e a energia necessária para aquecer o ar demonstra que a capacidade de armazenamento térmico é significativamente maior, garantindo a eficiência do sistema. A proposta de intervenção visa otimizar o uso da energia armazenada, minimizando perdas térmicas e melhorando o controle da temperatura. Isso assegura um desempenho mais eficaz do protótipo, aumentando sua sustentabilidade e funcionalidade.
Raio-X da questão
armazenamento térmico
avaliacao
calor específico · energia térmica
Revisar cálculos de energia e comparação de sistemas térmicos.
O aluno pode confundir a energia necessária para elevar a temperatura do ar com a energia liberada pela parafina, não considerando a diferença entre os dois processos.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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