(ENEM PPL 2012) Um aquecedor solar consiste essencialmente em uma serpentina de metal, a ser exposta ao sol, por meio da qual flui água a ser aquecida. A parte inferior da serpentina é soldada a uma chapa metálica, que é o coletor solar. A forma da serpentina tem a finalidade de aumentar a área de contato com o coletor e com a própria radiação solar sem aumentar muito o tamanho do aquecedor. O metal, sendo bom condutor, transmite e energia da radiação solar absorvida para as paredes internas e, daí, por condução, para a água. A superfície deve ser recoberta com um material, denominado material seletivo quente, para que absorva o máximo de radiação solar e emita o mínimo de radiação infravermelha. Os quadros relacionam propriedades de alguns metais/ligas metálicas utilizados na confecção de aquecedores solares:
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Material metálico |
Condutividade térmica (W/m K) |
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Zinco |
116,0 |
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Aço |
52,9 |
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cobre |
411,0 |
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Material seletivo quente |
Razão entre a absorbância de radiação solar e a emitância de radiação infravermelha |
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A. Óxido e sulfeto de níquel e zinco aplicados sobre zinco |
8,45 |
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B. Óxido e sulfeto de níquel e zinco sobre |
7,42 |
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C. Óxido de cobre em |
7,72 |
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ACIOLI, J. L. Fontes de energia. Brasília: UnB,1994. Adaptado. |
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Os aquecedores solares mais eficientes e, portanto, mais atrativos do ponto de vista econômico, devem ser construídos utilizando como material metálico e material seletivo quente, respectivamente,
aço e material seletivo quente A.
aço e material seletivo quente B.
cobre e material seletivo quente C.
zinco e material seletivo quente B.
cobre e material seletivo quente A.
Gabarito:
cobre e material seletivo quente A.
Como foi dito no enunciado é necessário que o metal seja um bom condutor de calor, ou seja tenha uma alta condutividade térmica, dentre os apresentados o que encaixa nessa descrição é o cobre. Enquanto a outra tabela te informa a razão entre a radiação absorvida e a emitida, como queremos que o nosso material absorva mais que emite, queremos um material que essa razão seja a maior possível e pela tabela apresentada e o material A.