Mapa de questões · 1º dia
Questão 72 — ENEM 2012 PPL
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:
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,
Alternativas
Resolução
📋 Ficha da Questão
- 📚 Matérias Necessárias: Física → Transferência de calor
- ⚡ Nível: Médio — melhor condutor e melhor razão absorção/emissão.
- 🎯 Tema/Habilidade: O par mais eficiente para o aquecedor solar.
- 🏆 Gabarito: E — revelado após a resolução completa
🔎 Passo 1 — O que a questão pede
- Comando: que combinação de materiais torna o aquecedor mais eficiente.
- Estrutura da questão: os quadros trazem condutividade térmica dos metais e absorbância e emitância dos materiais seletivos.
- Armadilha antecipada: olhar apenas a absorbância. É a razão entre absorção e emissão que define o material seletivo.
📚 Passo 2 — O conceito em jogo
Quanto maior a condutividade térmica do metal, mais calor chega à água.
O cobre tem condutividade muito superior à do aço e à do zinco.
O material seletivo ideal maximiza a razão entre absorbância solar e emitância no infravermelho.
🧮 Passo 4 — O caminho até a resposta
Selecione o metal de maior condutividade térmica no quadro: o cobre.
Calcule, para cada material seletivo, a razão entre absorbância e emitância.
A melhor combinação é cobre com o material seletivo A — alternativa E.
🔍 Passo 5 — Análise das Alternativas
- A) ✗ Incorreta. O aço conduz calor muito menos que o cobre.
- B) ✗ Incorreta. Além do aço conduzir menos, o material seletivo não é o de melhor razão.
- C) ✗ Incorreta. O metal está correto, mas o material seletivo não maximiza a razão absorção/emissão.
- D) ✗ Incorreta. O zinco conduz calor menos que o cobre.
- E) ✓ Correta. O cobre tem a maior condutividade e o material A, a melhor razão entre absorbância e emitância.
🏁 Passo 6 — O que levar dessa questão
Conduzir muito e emitir pouco. São dois quadros e duas escolhas.
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