Questões Sobre Propagação de Calor - Física - 2º ano do ensino médio
1) (PUC-SP) – Analise as afirmações referentes à condução térmica:
I. Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapidamente, pode-se introduzir nele um espeto metálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom condutor de calor.
II. Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na forma de calor) do corpo humano para o ambiente, devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser um bom isolante térmico.
III. Devido à condução térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de madeira colocada no mesmo ambiente.
Podemos afirmar que
- A) I, II e III estão corretas.
- B) I, II e III estão erradas.
- C) apenas I está correta.
- D) apenas II está correta.
- E) apenas I e II estão corretas.
A alternativa correta é letra E) apenas I e II estão corretas.
Afirmação I: correta.
Afirmação II: correta.
Afirmação III: incorreta. A barra de metal mantém-se a uma temperatura superior à barra de madeira, pois é melhor condutora de calor.
2) A figura I mostra uma barra metálica de secção transversal retangular. Suponha que 10 calorias fluam em regime estacionário através da barra, de um extremo para outro, em 2 minutos. Em seguida, a barra é cortada ao meio no sentido transversal, e os dois pedaços são soldados, como representa a figura II.
O tempo necessário para que 10 calorias fluam entre os extremos da barra assim formada é
- A) 4 minutos.
- B) 3 minutos.
- C) 2 minutos.
- D) 1 minuto.
- E) 0,5 minuto.
A alternativa correta é letra E) 0,5 minuto.
O fluxo de calor corresponde à quantidade de energia num determinado tempo, ou seja, o fluxo de calor é inversamente proporcional ao tempo (ver abaixo):
φ = Q/∆t
Usando a equação de Fourier, temos que:
φ = K.A.∆T/L
Onde:
- φ = fluxo de calor;
- K = condutividade térmica;
- A = área da seção transversal;
- ∆T = variação de temperatura;
- L = comprimento.
Antes do corte da barra:
φ1 = K.A.∆T/L
Depois do corte da barra:
φ2 = K.2A.∆T/(L/2)
φ2 = 4.K.A.∆T/L
Logo, o fluxo 2 é equivalente a quatro vezes o fluxo 1:
φ2 = 4.φ1
Como vimos no início, o fluxo de calor é inversamente proporcional ao tempo, então o tempo da nova barra será quatro vezes menor:
2/4 = 0,5 minuto.
3) O efeito estufa, processo natural de aquecimento da atmosfera, é essencial para a existência de vida na Terra. Em tal processo, uma parcela da radiação solar refletida e da radiação térmica emitida pela superfície terrestre interage com determinados gases presentes na atmosfera, aquecendo-a. O principal mecanismo físico responsável pelo aquecimento da atmosfera devido à ação do efeito estufa resulta da
- A) absorção, por certos gases da atmosfera, de parte da radiação ultravioleta recebida pela Terra.
- B) reflexão, por certos gases da atmosfera, da radiação visível emitida pela Terra.
- C) absorção, por certos gases da atmosfera, de parte da radiação infravermelha proveniente da superfície da Terra.
- D) reflexão, por certos gases da atmosfera, de parte da radiação de micro-ondas recebida pela Terra.
A alternativa correta é letra C) absorção, por certos gases da atmosfera, de parte da radiação infravermelha proveniente da superfície da Terra.
No efeito estufa, a radiação solar que atinge a atmosfera interage com os gases ali presentes. Nessa interação, alguns gases absorvem a radiação solar e passam a emitir de volta para a superfície terrestre radiação infravermelha.
4) Um resistor R é colocado dentro de um recipiente de parede metálica, no qual é feito vácuo e que possui um termômetro incrustado em sua parede externa. Para ligar o resistor a uma fonte externa ao recipiente, foi utilizado um fio, com isolamento térmico, que impede transferência de calor para as paredes do recipiente. Essa situação encontra-se ilustrada na figura a seguir:
Ligando o resistor, nota-se que a temperatura indicada pelo termômetro aumenta, mostrando que há transferência de calor entre o resistor e o termômetro. Pode-se afirmar que os processos responsáveis por essa transferência de calor, na ordem CORRETA, são:
- A) primeiro convecção e depois radiação.
- B) primeiro convecção e depois condução.
- C) primeiro radiação e depois convecção.
- D) primeiro radiação e depois condução.
- E) primeiro condução e depois convecção.
A alternativa correta é letra D) primeiro radiação e depois condução.
O primeiro processo a acontecer é a radiação, que se dá pela passagem do calor gerado pelo resistor através do vácuo e, assim, esse calor chega até o metal. Em seguida, ocorre a condução entre o metal e o termômetro, que é aquecido.
5) (U.F.S.CARLOS) – Considere as três situações seguintes:
I– Circulação de ar numa geladeira.
II– Aquecimento de uma barra de ferro.
III– Bronzeamento da pele num “Banho de Sol”.
Associe, nesta mesma ordem, o principal tipo de transferência de calor que ocorre em cada uma:
- A) convecção, condução, irradiação.
- B) convecção, irradiação, condução.
- C) condução, convecção, irradiação.
- D) irradiação, convecção, condução.
- E) condução, irradiação, convecção.
A alternativa correta é letra A) convecção, condução, irradiação.
Circulação de ar numa geladeira: convecção.
Aquecimento de uma barra de ferro: condução.
Bronzeamento da pele num “Banho de Sol”: irradiação.
6) (ITA) – Uma garrafa térmica, devido às paredes espelhadas, impede trocas de calor por:
- A) condução.
- B) irradiação.
- C) convecção.
- D) reflexão.
- E) n.r.a.
A alternativa correta é letra B) irradiação.
As paredes espelhadas da garrafa térmica evitam que aconteça troca de calor por irradiação térmica, pois elas “refletem” as ondas de calor novamente para que a temperatura seja mantida.
7) (UFES) O uso de chaminés para escape de gases quentes provenientes de combustão é uma aplicação do processo térmico de:
- A) convecção.
- B) condução.
- C) absorção.
- D) radiação.
A alternativa correta é letra A) convecção
O uso de chaminés aplica-se ao processo térmico de convecção. O ar quente apresenta tendência a subir, e o ar frio, tendência a descer.
8) Os iglus, embora feitos de gelo, possibilitam aos esquimós neles residirem porque:
- A) o calor específico do gelo é extraordinariamente pequeno, comparado ao da água.
- B) o calor específico do gelo é extraordinariamente pequeno, comparado ao da água.
- C) a capacidade térmica do gelo é muito grande.
- D) o calor específico do gelo é menor do que o da água.
- E) o gelo não é um bom condutor de calor.
A alternativa correta é letra E)o gelo não é um bom condutor de calor.
O gelo não é um bom condutor de calor e, portanto, o calor dentro do iglu tem dificuldade para sair dele. Isso faz com que os esquimós possam se aquecer em seu interior apenas com uma lâmpada e calor corporal.
9) Selecione a alternativa que supre as omissões das afirmações seguintes:
I – O calor do Sol chega até nós por _________________________.
II – Uma moeda bem polida fica __________ quente do que uma moeda revestida de tinta preta, quando ambas são expostas ao sol.
III – Numa barra metálica aquecida numa extremidade, a propagação do calor se dá para a outra extremidade por ________________________.
- A) radiação – menos – convecção.
- B) convecção – mais – radiação.
- C) radiação – menos – condução.
- D) convecção – mais – condução.
- E) condução – mais – radiação.
A alternativa correta é letra C) radiação – menos – condução.radiação – menos – condução.
I. A radiação é o processo mais importante de propagação de calor, pois é através dele que o calor (ondas eletromagnéticas) do Sol chega até a Terra.
II. A moeda bem polida fica menos quente do que a moeda revestida de tinta preta, porque a moeda polida refletirá a energia que recebe, enquanto a moeda revestida de tinta preta absorverá o calor que recebe.
III. Ao se aquecer a extremidade A de uma barra metálica, enquanto a outra extremidade B é mantida a uma temperatura menor, existe uma transmissão desse calor da extremidade A (de maior temperatura) em direção à extremidade B (de menor temperatura). Esse processo é denominado condução.
10) Um ventilador de teto, fixado acima de uma lâmpada incandescente, apesar de desligado, gira lentamente algum tempo após a lâmpada estar acesa. Esse fenômeno é devido à:
- A) convecção do ar aquecido
- B) condução do calor
- C) irradiação da luz e do calor
- D) reflexão da luz
- E) polarização da luz.
A alternativa correta é letra A) convecção do ar aquecido
Quando a lâmpada está acesa há geração de luz e calor. O ar próximo à lâmpada se aquece, torna-se menos denso, e se eleva, transportando o calor cedido pela luz. No momento em que as massas de ar se movimentam, elas colidem com as hélices do ventilador e fazem com que estas girem lentamente. Tal fenômeno é chamado de convecção.