Uma escola decidiu reduzir o gasto com eletricidade na cozinha e nos vestiários. Para isso, instalou um…

Questão

Uma escola decidiu reduzir o gasto com eletricidade na cozinha e nos vestiários. Para isso, instalou um sistema de aquecimento de água por energia solar. Na imagem, aparecem coletores solares no telhado: placas inclinadas que recebem a radiação do Sol e aquecem a água que circula em tubos internos, que depois segue para um reservatório. Após alguns meses de uso, a equipe de manutenção percebeu que, em dias frios, a água armazenada chega bem quente no fim da tarde, mas esfria bastante durante a noite, exigindo o acionamento do aquecimento elétrico pela manhã. Como o objetivo é economizar energia, a equipe busca uma intervenção simples, sem trocar os coletores do telhado, que ajude a manter a água quente por mais tempo. Com base no funcionamento descrito e no sistema mostrado na imagem, identifique a intervenção que mais contribui para reduzir a perda de calor durante a noite e manter a água quente até a manhã.

1. A) Revestir reservatório e tubulações com material isolante térmico e vedar pontos de contato com o ar.
2. B) Instalar o reservatório em um local externo e sombreado para proteger a água do Sol e manter a temperatura constante.
3. C) Cobrir os coletores com uma película muito refletora para devolver a radiação solar e evitar perdas de energia.
4. D) Aumentar a ventilação ao redor do reservatório para acelerar a troca de calor com o ambiente externo.
5. E) Pintar a superfície exposta dos coletores de cor clara para evitar aquecimento excessivo no fim da tarde.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique o problema central. A água esquenta durante o dia nos coletores e no reservatório, mas perde calor durante a noite para o ambiente mais frio. O objetivo é reduzir essa perda de calor, e não aumentar a captação de energia solar.
2. Relacione o problema aos mecanismos de transferência de calor. A perda noturna ocorre principalmente por condução através das paredes do reservatório e das tubulações, e por convecção e radiação para o ar ao redor. Para diminuir essas trocas, é preciso colocar uma barreira que dificulte a passagem de calor.
3. Avalie a alternativa correta, A. Revestir o reservatório e as tubulações com material isolante térmico cria essa barreira, reduzindo a condução pelas paredes. Vedar os pontos de contato com o ar diminui a convecção e as trocas com o ambiente. Por isso, é a intervenção simples que mais contribui para manter a água quente até a manhã, sem trocar os coletores.
4. Analise as alternativas erradas. B está errada, pois sombrear o reservatório em local externo deixa a água exposta ao ar frio e não cria isolamento. C está errada, pois uma película refletora sobre os coletores reduz a captação solar, que é justamente o que aquece a água durante o dia. D está errada, pois aumentar a ventilação acelera a troca de calor com o ambiente, o que piora a perda noturna. E está errada, pois pintar os coletores de cor clara muda pouco a absorção e não atua sobre a perda de calor da água armazenada à noite.
5. Conclusão. A intervenção que reduz a perda de calor durante a noite é o isolamento térmico do reservatório e das tubulações, com vedação das trocas com o ar.

💡 Dica: Pense em como evitar a perda de calor do reservatório durante a noite.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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