Um aquecedor de acumulação capta calor durante um período de tempo e mais tarde o libera, normalmente em uma corrente de ar, quando exigido. Os aquecedores domésticos armazenam energia solar ou energia obtida em horários fora do pico de consumo de energia elétrica e a liberam lentamente durante a parte fria do dia. Os aquecedores usados para pesquisa liberam o calor em uma corrente de ar supersônica para testar o comportamento do sistema em voos supersônicos. Qual é um bom material para o núcleo de um material de armazenagem compacto capaz de suportar temperaturas de até 120^circ C ?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre aquecedores que armazenam energia térmica para liberar depois, especialmente em aplicações que exigem altas temperaturas, como testes em voos supersônicos. Estamos no campo da termodinâmica, mais especificamente no armazenamento de calor. Para resolver isso, precisamos escolher um material que consiga armazenar bastante calor e resistir a temperaturas de até .

Passo 2

Primeiro, vamos entender que materiais para armazenamento de calor precisam ter uma boa capacidade térmica, ou seja, devem poder armazenar muita energia térmica por unidade de massa ou volume. A capacidade térmica específica ( ) é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 kg do material em 1 grau Celsius, medida em .

Passo 3

Além disso, o material precisa ser estável a , sem degradar ou perder suas propriedades físicas e químicas. Isso é crucial para garantir que o armazenamento e a liberação de calor sejam eficientes e seguros durante o uso.

Passo 4

Também é importante considerar a densidade do material. Para um armazenamento compacto, queremos um material com alta densidade energética, ou seja, que armazene muita energia em um espaço pequeno.

Passo 5

Com tudo isso em mente, metais como o alumínio e o cobre têm boas capacidades térmicas e são bastante estáveis a . No entanto, para um armazenamento ainda mais eficiente e compactado, materiais com mudanças de fase, como parafinas ou sais hidratados, podem ser excelentes escolhas porque armazenam energia durante a mudança de fase (como da sólido para o líquido) sem aumentar a temperatura.

Passo 6

Considerando a necessidade de compactação e resistência a , um material como o parafina seria uma boa opção. As parafinas têm alta capacidade de armazenamento de calor latente durante a fusão e são quimicamente estáveis a essas temperaturas.

Resposta

Um bom material para o núcleo seria uma parafina, devido à sua alta capacidade de armazenamento de calor latente e estabilidade a temperaturas de até , tornando-a ideal para armazenamento térmico compacto em aquecedores.

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