Proponha um projeto simples e viável para reduzir o aquecimento da água de uma cisterna comunitária exposta ao…
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
Proponha um projeto simples e viável para reduzir o aquecimento da água de uma cisterna comunitária exposta ao sol, usando conhecimentos sobre condução, convecção e radiação e incluindo pelo menos uma máquina simples para facilitar o manuseio da tampa. Explique por que cada medida reduz a transferência de calor e como a máquina simples melhora o uso cotidiano.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Proposta modelo: 1) Cobertura refletiva: pintar a tampa e a superfície externa com tinta clara ou aplicar folha refletora para reduzir absorção por radiação solar (menos energia incidente absorvida). 2) Isolamento térmico: adicionar camada interna de material isolante (palha compactada, placa de isopor entre tampa e borda) para diminuir condução entre o exterior quente e a água. 3) Sombreamento e ventilação: construir um toldo ou plantar árvore ao lado para reduzir radiação direta; deixar pequenas aberturas de ventilação acima da tampa para permitir convecção natural e dissipar calor acumulado. 4) Máquina simples: instalar uma alavanca de comprimento adequado articulada na borda da tampa (ponto de apoio fixo) para permitir abertura suave com pouca força e rápida operação, reduzindo o tempo de exposição da água ao ar quente e evitando contato direto que transfira calor das mãos. Justificativa física: radiação é controlada com superfícies reflexivas; condução é reduzida por materiais de baixa condutividade entre água e ambiente; convecção local é gerida por sombreamento e fluxo de ar. A alavanca diminui esforço muscular e o tempo de abertura, tornando a rotina mais segura e eficiente para a comunidade.
Explicação
A proposta aborda de forma eficaz os três modos de transferência de calor: radiação, condução e convecção, apresentando soluções práticas e viáveis. A inclusão da máquina simples, como a alavanca, facilita o manuseio da tampa, tornando o acesso à cisterna mais seguro e rápido, o que minimiza a exposição da água ao calor. Cada medida proposta é fundamentada em princípios físicos, garantindo a redução do aquecimento da água de maneira eficiente.
Raio-X da questão
transferência de calor
avaliacao
transferência de calor · máquinas simples
Revisar os conceitos de condução, convecção e radiação.
O aluno pode propor soluções que não consideram os princípios de condução, convecção e radiação, ou que não utilizam máquinas simples de forma adequada.
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