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
onde
– é a energia térmica absorvida (em joules),
– é a massa do material (em quilogramas),
– é a capacidade calorífica específica (em
),
– é a variação de temperatura (em kelvins).
–
–
–
–
Passo 3
Se a massa
e a variação de temperatura
são as mesmas, a energia armazenada
cresce proporcionalmente à capacidade calorífica
. Logo, quanto maior for
, 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.