(Dif.3) Proponha e descreva um protótipo de aquecedor solar passivo para uso comunitário. Explique os…
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
(Dif.3) Proponha e descreva um protótipo de aquecedor solar passivo para uso comunitário. Explique os princípios térmicos envolvidos, indique materiais, estime a energia térmica armazenada por dia e calcule a elevação de temperatura em um reservatório de água, usando valores numéricos e tecnologias digitais para suporte aos cálculos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Proposta: coletor de placa preta com cobertura de vidro e isolamento, área A=2,0 m²; tanque interno com 100 kg de água. Materiais: chapa de aço pintada, vidro temperado, isolamento de espuma; sensores de temperatura e microcontrolador para registro. Assuma irradiância média I=600 W·m?² e eficiência ?=0,50. Energia captada por dia útil (6 h): Q=?·I·A·t=0,5·600·2·(6·3600)=10 800 000 J. Elevação de temperatura: ?T=Q/(m·c)=10 800 000/(100·4200)˜25,7 °C. Justifique escolhas: vidro reduz perdas convectivas/radiativas; isolamento minimiza condução; sensor e app permitem estimativas e controle; cálculo usa SI e pode ser automatizado em planilha ou script para ajustar área e volume conforme demanda.
Explicação
A proposta apresenta um sistema eficiente, utilizando materiais que potencializam a captação de calor e minimizam perdas térmicas. Os cálculos demonstram a viabilidade do aquecedor solar, considerando a energia disponível e a capacidade de aquecimento da água. A inclusão de tecnologia digital para monitoramento e controle aprimora a gestão do sistema, adaptando-o às necessidades da comunidade.
Raio-X da questão
aquecedor solar passivo
avaliacao
princípios de termodinâmica · cálculo de energia térmica
Revisar os princípios térmicos e cálculos de energia térmica.
O aluno pode falhar ao não considerar a eficiência dos materiais escolhidos, resultando em cálculos de energia térmica imprecisos.
ciencia_tecnologia
criatividade
cientifico
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