Projete um protótipo simples de coletor solar passivo para aquecer água visando eficiência e sustentabilidade…
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
Projete um protótipo simples de coletor solar passivo para aquecer água visando eficiência e sustentabilidade. Descreva os materiais, como estimar ganhos e perdas térmicas e que medições digitais seriam usadas para validar o desempenho.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Sugerir caixa isolada com superfície absorvente preta e serpentina de cobre, vidro frontal e isolamento térmico. Estimar ganhos: Qin ˜ A·G·? (G irradiância em W/m², ? eficiência), e energia absorvida na água Q = m·c·?T. Estimar perdas por condução Q?cond = k·A·?T/d e por convecção/irradiação. Medições digitais: sensores de temperatura (°C) em entrada/saída, sensor de irradiância (W/m²), registro em datalogger/exportação para planilha para cálculo de eficiência e comparação entre configurações; priorizar materiais locais recicláveis e análise de ciclo de vida simples.
Explicação
A proposta apresentada aborda os elementos essenciais para a construção de um coletor solar passivo, como a escolha de materiais que otimizam a absorção de calor e minimizam perdas térmicas. A inclusão de fórmulas para estimar ganhos e perdas térmicas demonstra um entendimento claro dos princípios de transferência de calor, fundamentais para avaliar a eficiência do sistema. Além disso, a sugestão de medições digitais permite a validação prática do desempenho, assegurando que o protótipo atenda aos critérios de eficiência e sustentabilidade.
Raio-X da questão
coletor solar passivo
avaliacao
princípios de termodinâmica · sustentabilidade em projetos
Revisar os conceitos de eficiência térmica e medições em sistemas térmicos.
Os alunos podem falhar ao não considerar as perdas térmicas, focando apenas nos ganhos, o que compromete a eficiência do projeto.
ciencia_tecnologia
criatividade
cientifico
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