Usina Solar (Tubarão/SC)
De Metodologia
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<p>Para entender melhor a questão da geração de energia elétrica a partir da luz solar é importante, dentre outros aspectos, que tenhamos a compreensão de quanta energia é possível obter em relação ao quanto é preciso investir, tanto em termos econômicos, quanto em termos de impacto ambiental e de que forma o uso desta tecnologia pode afetar o modo de vida dos cidadãos. Dito de outra forma, é preciso que a sociedade tenha clareza acerca da relação custo x benefício do uso desta tecnologia, pois cada vez mais ela será oferecida à sociedade como uma alternativa para as questões envolvidas com a geração de energia elétrica. Além disso, como já foi mencionado, esta tecnologia já está disponível no mercado para aquisição em escala doméstica, estando, portanto, ao alcance do cidadão.</p> | <p>Para entender melhor a questão da geração de energia elétrica a partir da luz solar é importante, dentre outros aspectos, que tenhamos a compreensão de quanta energia é possível obter em relação ao quanto é preciso investir, tanto em termos econômicos, quanto em termos de impacto ambiental e de que forma o uso desta tecnologia pode afetar o modo de vida dos cidadãos. Dito de outra forma, é preciso que a sociedade tenha clareza acerca da relação custo x benefício do uso desta tecnologia, pois cada vez mais ela será oferecida à sociedade como uma alternativa para as questões envolvidas com a geração de energia elétrica. Além disso, como já foi mencionado, esta tecnologia já está disponível no mercado para aquisição em escala doméstica, estando, portanto, ao alcance do cidadão.</p> | ||
| − | < | + | <pre>Para inciarmos as discussões sobre este tema, <b>[http://www.sociedadedosol.org.br/apresentacao/ assista a uma vídeo-aula clicando aqui]</b>. Este material foi produzido pela ONG Sociedade do Sol.</pre> |
<p>Diante do quadro traçado a partir da vídeo-aula, levantamos as seguintes questões para estabelecer uma relação custo x benefício para o uso da energia solar:</p> | <p>Diante do quadro traçado a partir da vídeo-aula, levantamos as seguintes questões para estabelecer uma relação custo x benefício para o uso da energia solar:</p> | ||
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<h2>A Física dos aquecedores solares</h2> | <h2>A Física dos aquecedores solares</h2> | ||
| − | <p>Para melhor entender como a energia térmica do Sol pode ser aproveitada é preciso conhecer os processos de transmissão de calor. O vídeo abaixo foi elaborado pela ONG Sociedade do Sol e está disponível em seu sítio.</p> | + | <p>Para melhor entender como a energia térmica do Sol pode ser aproveitada é preciso conhecer os processos de transmissão de calor. O vídeo abaixo foi elaborado pela ONG Sociedade do Sol e está disponível em seu sítio. Ele ilustra todas as etapas da confecção do aquecedor solar, bem como os conceitos físicos envolvidos no funcionamento deste dispositivo.</p> |
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| − | <h3>Condução térmica</h3> | + | <h3>Condução</h3> |
| + | <p>A condução térmica é um processo de transferência de energia térmica que ocorre preferencialmente em meios sólidos. Um corpo sólido pode ser entendido como se a sua estrutura fosse formada por pequenas partículas, muito próximas umas das outras. Esta proximidade estabelece uma grande força de ligação entre as partículas. A partir desta simples interpretação pode-se explicar uma série de propriedades dos corpos sólidos, como por exemplo, formato definido, volume definido e resistência à perfurações. Neste estado físico, as partículas, dada a sua proximidade, são capazes de melhor distribuir a energia térmica ao longo da estrutura do corpo, dado a proximidade entre as partículas.</p> | ||
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| + | <tt>incluir imagem conducao</tt> | ||
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| + | <p>É importante notar que o fato de uma substância encontrar-se no estado sólido não significa necessariamente que ela ira conduzir bem o calor. Por exemplo, um pedaço de isopor, embora esteja no estado sólido, a substância que compõem o corpo é tal que age como um <b>isolante térmico</b>, ou seja, dificulta bastante a condução de calor através de sua estrutura. Por outro lado, os metais, de maneira geral, são excelentes <b>condutores</b> de calor, pois o calor flui fácil e rapidamente ao longo de estrutura metálica. Isto pode ser observado quando uma panela metálica é colocada sob a chama de um fogão. Se o cabo da panela for metálico, perceberemos o aquecimento desta parte da panela ao tocá-la com as mãos, embora a chama do fogo esteja aquecendo diretamente o fundo da panela. Dizemos que a energia térmica está sendo conduzida por toda a estrutura da panela. Portanto, são dois os fatores importantes para que um corpo seja um bom condutor de calor: 1) deve estar no estado sólido e 2) deve ser feito de um material condutor de calor.</p> | ||
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| + | <h3>Convecção</h3> | ||
| + | <p>A convecção térmica é um processo de transferência de energia térmica que ocorre exclusivamente em meios fluídos, ou seja, meios líquidos ou gasosos. Nos meios fluídos, a separação entre as partículas é bem maior do que nas estruturas sólidas. O grande distanciamento entre as partículas enfraquece as ligações entre elas, dificultando a transferência de energia térmica por condução. Dito de outra forma, quando uma massa fluída recebe energia térmica, esta energia fica localizada em uma determinada porção da massa fluída (justamente aquela porção que recebeu calor). Esta porção de matéria fluída, por reter a energia térmica, tem sua temperatura aumentada, o que provoca uma expansão em seu volume (corpos aquecidos experimentam aumento de volume), provocando uma diminuição de sua densidade. Assim, aquela porção fluída que recebe energia térmica fica menos densa e vai se deslocar para as regiões superiores da massa fluída. Por sua vez, aquela porção fluída que se encontra na parte superior apresenta uma temperatura mais baixa, estando portanto mais densa, e por isso, desce para a parte mais baixa da massa fluída. A esse movimento de massas fluidas (porção quente subindo e porção fria descendo), chamamos <b>correntes de convenção</b>.</p> | ||
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| + | <tt>incluir imagem convecao</tt> | ||
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| + | <h3>Radiação</h3> | ||
| + | <p>Como sabemos, a Terra é iluminada pelo Sol. Ao ficarmos expostos ao Sol durante uma dia ensolarado, sentimos o calor. Contudo, como este calor poderia estar chegando até a Terra? Sabe-se que entre o Sol e a Terra não há nenhum meio material, ou seja, entre o Sol e a Terra há vácuo. Dessa forma, o calor que sentimos não pode estar chegando até nós nem por condução, nem por convecção. Esta constatação nos leva a concluir que a transmissão de calor pode ocorrer por algum outro tipo de processo, que não requer, necessariamente, um meio material para se estabelecer. Este processo de transmissão de calor é conhecido como <b>radiação térmica</b>. Todos os corpos aquecidos emitem radiação térmica que, ao serem absorvidas por um outro corpo, provocam nele uma elevação de temperatura. Dessa forma, o Sol é capaz de aquecer os corpos aqui na Terra.</p> | ||
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| + | <p>A radiação térmica tem uma natureza semelhante a luz visível, mas não pode ser captada pelos nossos olhos. Em nosso corpo, o sentido que nos permite detectar as radiações térmicas é o tato, ou seja, sentimos o calor através da pele. Outro aspecto relevante esta relacionado com a cor dos objetos que recebe a radiação térmica. Nota-se que as cores mais escuras absorvem mais a radiação térmica, fato que pode ser facilmente constatado quando saímos a rua com uma camiseta preta (ou outra cor escura) em um dia ensolarado. Ao contrário, quando vestimos roupas claras em um dia ensolarado, a absorção da radiação térmica é bastante reduzida.</p> | ||
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| + | <h3>Questões para discussão</h3> | ||
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| + | <h3>Para saber mais</h3> | ||
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| + | <p>Você pode aprender mais sobre como as partículas de um corpo interagem, nos estados sólido, líquido ou gasoso. Para utilizar a simulação, [http://phet.colorado.edu/sims/states-of-matter/states-of-matter-basics_pt_BR.jnlp clique aqui] para iniciar o download.</p> | ||
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<ol>Que alternativas estão disponíveis para aproveitamento da energia solar na forma de calor?</ol> | <ol>Que alternativas estão disponíveis para aproveitamento da energia solar na forma de calor?</ol> | ||
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