ENEM 2012 PPL — questão 72 de Física
Enunciado em texto
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 a 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:
| Material metálico | Condutividade térmica (W/m K) |
|---|---|
| Zinco | 116,0 |
| Aço | 52,9 |
| Cobre | 411,0 |
| Material seletivo quente | Razão entre a absorbância de radiação solar e a emitância de radiação infravermelha |
| --- | --- |
| A. Óxido e sulfeto de níquel e zinco aplicados sobre zinco | 8,45 |
| B. Óxido e sulfeto de níquel e zinco sobre ferro galvanizado | 7,42 |
| C. Óxido de cobre em alumínio anodizado | 7,72 |
ACIOLI, J. L. Fontes de energia. Brasília: UnB, 1994 (adaptado).
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,
a) aço e material seletivo quente A.
b) aço e material seletivo quente B.
c) cobre e material seletivo quente C.
d) zinco e material seletivo quente B.
e) cobre e material seletivo quente A.
(Enunciado: ENEM 2012 PPL (2ª aplicação), Caderno 3 – Branco — 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: a melhor combinação de metal e revestimento para o aquecedor.
Passo 1 — o metal. O metal tem de levar o calor da superfície até a água por condução. Quanto maior a condutividade térmica, mais rápido o calor passa. No quadro, o maior valor é o do cobre: 411,0 W/m K, quase quatro vezes o do zinco e quase oito vezes o do aço.
Passo 2 — o revestimento. O texto diz o que se quer: absorver o máximo de radiação solar e emitir o mínimo de infravermelho, que seria energia perdida. Então a razão absorbância/emitância deve ser a maior possível. O maior valor é o do material A: 8,45.
Passo 3 — juntar: cobre e material seletivo quente A.
⚠️ A armadilha: a (C), que acerta o metal mas pega o revestimento C, talvez por associar “óxido de cobre” ao cobre. Os dois quadros devem ser lidos de forma independente: em cada um, escolhe-se o maior valor.
A ideia em uma frase: metal que conduz melhor (cobre) e revestimento que mais absorve sol e menos irradia infravermelho (A).
Resposta: alternativa E (cobre e material seletivo quente A).
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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