O aquecimento solar passivo é uma estratégia que consiste na utilização da radiação solar direta para aquecimento ambiental de uma edificação. No aquecimento solar passivo, um determinado material absorve calor durante o dia e libera durante a noite. Qual material seria melhor para essa aplicação: um com alta capacidade calorífica ou um com uma baixa capacidade calorífica? Justifique sua resposta.

Passo 1

O enunciado trata de aquecimento solar passivo, em que um material absorve calor da radiação solar durante o dia e o libera à noite. O conteúdo abordado é o conceito de capacidade calorífica, que indica quanta energia um material consegue armazenar por unidade de variação de temperatura.

Passo 2

Para quantificar a energia térmica armazenada por um material, usamos a expressão
Q = m \, c \, \Delta T
onde
Q é a energia térmica absorvida (em joules),
m é a massa do material (em quilogramas),
c é a capacidade calorífica específica (em J\cdot k g^{-1} \cdot K^{-1}),
\Delta T é a variação de temperatura (em kelvins).

Passo 3

Se a massa m e a variação de temperatura \Delta T são as mesmas, a energia armazenada Q cresce proporcionalmente à capacidade calorífica c. Logo, quanto maior for c, maior será a energia absorvida durante o dia e, consequentemente, maior a energia disponível para ser liberada à noite.

Passo 4

Um material com baixa capacidade calorífica aquece e esfria rapidamente, mas armazena pouca energia, não garantindo conforto térmico prolongado. Em contraste, um material com alta capacidade calorífica atua como uma “massa térmica”, amortecendo oscilações de temperatura e fornecendo calor de forma mais contínua ao longo da noite.

Resposta

É melhor usar um material com alta capacidade calorífica, pois ele armazena mais energia durante o dia e a libera de maneira mais eficiente e duradoura à noite.

Exercícios relacionados