Propagação de calor no ENEM PPL 2019
Em uma residência com aquecimento central, um reservatório é alimentado com água fria, que é aquecida na base do reservatório e, a seguir, distribuída para as torneiras. De modo a obter a melhor eficiência de aquecimento com menor consumo energético, foram feitos alguns testes com diferentes configurações, modificando-se as posições de entrada de água fria e de saída de água quente no reservatório, conforme a figura. Em todos os testes, as vazões de entrada e saída foram mantidas iguais e constantes.
A configuração mais eficiente para a instalação dos pontos de entrada e saída de água no reservatório é, respectivamente, nas posições
Ver gabarito e explicação
Gabarito: D
A propagação de calor em fluidos ocorre por convecção, onde as camadas mais quentes, com menor densidade (), sobem e as mais frias, com maior densidade, descem. O elemento aquecedor está localizado na base do reservatório, aquecendo a água em contato com ele na parte inferior.
Para otimizar a eficiência térmica, a entrada de água fria deve ser na posição 3 (parte inferior esquerda). A água fria, sendo mais densa, entra e permanece na base, sendo aquecida gradualmente e subindo em direção ao topo. A água quente, menos densa, acumula-se na parte superior do reservatório. A saída de água quente deve ser feita na posição 4 (parte superior direita) para extrair apenas a água que já atingiu a temperatura desejada.
Se a saída estivesse na parte inferior (posição 6), a água fria seria descartada antes de ser aquecida. Se a entrada fosse na parte superior (posição 1), a água fria cairia por gravidade, misturando-se e resfriando a parte alta do reservatório. As posições mais eficientes são 3 e 4.
Alternativa D.
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