Propagação de calor no 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 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:
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,
Ver gabarito e explicação
Gabarito: E
Para que a serpentina transfira eficientemente o calor para a água por condução, o metal deve ter alta condutividade térmica. Comparando os valores da primeira tabela, o cobre () é o melhor condutor, muito acima do zinco () e do aço ().
O material seletivo quente deve absorver a maior quantidade possível de radiação solar e emitir a menor quantidade de radiação infravermelha. A tabela de propriedades mostra a razão entre absorvância e emitância. Quanto maior essa razão, mais eficiente é o material, pois retém mais energia. O material seletivo quente A () apresenta a maior razão, superando o C () e o B ().
A combinação que garante maior eficiência econômica é cobre e material seletivo quente A.
A alternativa correta é a E.
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