Referencial Teórico

Como funciona?

O pleno funcionamento do sistema de aquecimento de água a energia solar é dependente da ocorrência de diversos fenômenos físicos, porém dois deles se destacam em relação aos outros, estes sendo o princípio dos vasos comunicantes ou Lei de Stevin e os mecanismos de transferência de calor.

Segundo Halliday (2007, p. 64) “A pressão em um ponto de um fluido em equilíbrio estático depende da profundidade desse ponto, mas não da dimensão horizontal do fluido ou do recipiente.” Juntamente com o nosso conhecimento sobre a Lei de Stevin, essa afirmação procura explicar como ocorrerá o movimento da massa de água no sistema, onde a água aquecida pela placa se torna menos densa que aquela que ainda não recebeu o aquecimento, fazendo com que está se desloque para cima da massa de água fria, abastecendo o boiler.

Fig.1: Representação Vasos comunicantes.

Fonte:<http://www.labin.unilasalle.edu.br/infoedu/siteinfoedu1_03/turmasv_site/turma2_01/htmls/md3vasoscomunicantes.htm> Acesso em 28/11/2016

Segundo Tipler (2009, p. 678) “Calor é a transferência de energia devida a uma diferença de temperatura. Esta transferência de uma posição para outra acontece através de três processos distintos: condução, convecção e radiação.

Durante a condução, a energia é transferida através de interações entre átomos ou moléculas, onde os átomos ou moléculas não são, eles próprios, transportados. Na convecção, o calor é transferido por transporte direto de matéria e na radiação, a energia é transferida através do espaço na forma de ondas eletromagnéticas que se movem com a rapidez da luz.”

Sabendo disso, montamos uma placa de aquecimento na qual o calor da luz solar pode atravessar uma lâmina transparente através de radiação, mas não poderá sair da placa através de condução e convecção, devido à baixa condutividade térmica da lâmina e o fato dela impedir o movimento do gás, lembrando o funcionamento de uma estufa que pode ser observado através da figura 2. Com isso o ar e componentes dentro da placa serão aquecidos e devido a tubulação ser feita de alumínio, material com alta condutividade térmica, o calor na placa será transferido a água presente dentro da tubulação através de condução, garantindo assim seu aquecimento e por final a água já aquecida será guardado dentro do boiler que, caso necessário, pode permitir que a água já aquecida possa voltar à placa e assim possa ser aquecida ainda mais.

Figura 2: Funcionamento de uma estufa

Fonte:<http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAABQ9sAJ-6.jpg> acesso em:14/11/216

Referências:

• TIPLER, P.; MOSCA, G. Física para cientistas e engenheiros. 6ª Ed. Porto Alegre: Editora LTC. 2009. p. 677-678
• HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 2.89 ed. Editora LTC, 2007.

Publicado por: Pedro Quaglio