ENEM 2000 — questão 7 de Física
Enunciado em texto
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: um coletor inclinado, apoiado no telhado, recebe setas de “Radiação solar”; o coletor é formado por uma “Placa escura” coberta por “Vidro”. Do alto do coletor sai um tubo que sobe até o “Reservatório de água quente” (uma caixa colocada acima do coletor), e do fundo desse reservatório outro tubo desce até a parte de baixo do coletor; setas mostram a água subindo pelo coletor até o reservatório e voltando para baixo. À direita, mais alto, fica o “Reservatório de água fria”, ligado por um cano ao reservatório de água quente. Do reservatório de água quente desce um cano com a seta “Água quente para o 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):
a) I.
b) I e II.
c) II.
d) I e III.
e) II e III.
(Enunciado e figura: ENEM 2000, prova 1 – Amarela — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar o papel de cada material no aquecedor solar.
Passo 1 — afirmação III (placa escura): correta. Superfícies escuras absorvem a maior parte da radiação que recebem, e superfícies claras refletem. A placa escura transforma em calor quase toda a luz do Sol que chega nela, e esse calor passa para a água dos tubos.
Passo 2 — afirmação II (vidro): correta. O vidro deixa passar a luz visível do Sol, mas a placa quente emite radiação infravermelha, que o vidro bloqueia em boa parte. Além disso, o vidro impede que o vento leve embora o ar aquecido (convecção). A energia entra e tem dificuldade de sair: é o mesmo mecanismo de uma estufa.
Passo 3 — afirmação I (reservatório metálico): errada. O reservatório de água quente serve para guardar o calor até a hora do uso. Se ele conduzisse bem o calor, a água esfriaria passando calor para o ar em volta. O reservatório tem de ser isolado termicamente (com isopor, lã de vidro etc.), ou seja, feito para conduzir mal o calor.
Passo 4 — juntar: só II e III estão corretas.
⚠️ A armadilha: achar que “conduzir melhor o calor” é sempre bom. É bom onde o calor tem de entrar na água (os tubos do coletor); no reservatório, onde o calor tem de ficar, o bom condutor só ajuda a perder energia. Quem aceita a I cai na (B) ou na (D).
A ideia em uma frase: a placa escura absorve, o vidro segura o calor como numa estufa, e o reservatório tem de ser isolante para não deixar o calor escapar.
Resposta: alternativa E (II e III).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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