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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 7 do ENEM 2000

Prova · Física: Propagação de calor: condução, convecção e irradiação

O resultado da conversão direta de energia solar é uma das várias formas de energia alternativa de que se dispõe. O aquecimento solar é obtido por uma placa escura coberta por vidro, pela qual passa um tubo contendo água. A água circula, conforme mostra o esquema abaixo.

Esquema de um aquecedor solar instalado em um telhado inclinado. O coletor solar é formado por uma placa escura coberta por vidro recebendo radiação solar. Um tubo passa pelo coletor ligando-o a um reservatório de água quente, com setas indicando a circulação da água: a água mais fria desce em direção à base da placa e a água aquecida sobe até o reservatório. Acima dele, há um reservatório de água fria que abastece o sistema, e do reservatório de água quente desce um cano para o fornecimento de água quente para consumo.

Fonte: Adaptado de PALZ, Wolfgang. Energia solar e fontes alternativas. Hemus, 1981.

São feitas as seguintes afirmações quanto aos materiais utilizados no aquecedor solar:

I o reservatório de água quente deve ser metálico para conduzir melhor o calor.

II a cobertura de vidro tem como função reter melhor o calor, de forma semelhante ao que ocorre em uma estufa.

III a placa utilizada é escura para absorver melhor a energia radiante do Sol, aquecendo a água com maior eficiência.

Dentre as afirmações acima, pode-se dizer que, apenas está(ão) correta(s):

  1. A
    I.
  2. B
    I e II.
  3. C
    II.
  4. D
    I e III.
  5. E
    II e III.
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Resolução comentada

Vamos julgar cada afirmação pelo princípio físico envolvido.

I (errada). O reservatório de água quente serve para guardar a água aquecida. Se ele fosse metálico, conduziria bem o calor e a água perderia energia para o ambiente. O ideal é um material isolante térmico (como o isopor ou a lã de vidro revestindo o reservatório), justamente para conservar o calor. Metal seria o oposto do desejado.

II (correta). O vidro deixa passar a radiação solar (luz visível), que é absorvida pela placa escura. A placa aquecida emite radiação infravermelha, que o vidro não deixa sair com facilidade, e ele também dificulta a troca de calor por convecção com o ar externo. É o mesmo efeito de uma estufa: o calor fica retido.

III (correta). Corpos escuros absorvem mais radiação e refletem menos. Por isso a placa é escura: absorve melhor a energia radiante do Sol e transfere calor à água do tubo com mais eficiência.

Assim, apenas II e III estão corretas.

Alternativa E.

Pegadinha: A afirmação I engana por parecer lógica (metal conduz bem o calor), mas aqui o objetivo é conservar o calor, então o reservatório deve ser isolante.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ASó a I seria certa, mas ela é falsa: o reservatório deve ser isolante, não condutor, para não perder calor.
  • BInclui a I, que é falsa, e deixa de fora a III, que é verdadeira.
  • CA II é correta, mas a III também é: a cor escura aumenta a absorção da radiação.
  • DInclui a I, falsa, e omite a II, verdadeira (efeito estufa do vidro).

Assunto: Propagação de calor: condução, convecção e irradiação.

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