Questões Sobre Propagação de Calor - Física - 2º ano do ensino médio
11) (FUVEST-SP) Sabe-se que a temperatura do café se mantém razoavelmente constante no interior de uma garrafa térmica perfeitamente vedada.
- A) O que acontece com a temperatura do café se a garrafa térmica for agitada vigorosamente? JUSTIFIQUE sua resposta.
- B) O que acontece com a temperatura do café se a garrafa térmica for agitada vigorosamente? JUSTIFIQUE sua resposta.
A)As garrafas térmicas são formadas por paredes de vidro duplas, distanciadas entre si aproximadamente 1 cm e contendo vácuo. Com isso, a transferência de calor tanto por condução como por convecção é reduzida consideravelmente, e para que a transferência por radiação seja limitada ao mínimo possível, as superfícies das paredes são revestidas de prata, tornando-se altamente espelhadas.
B)A energia interna e a temperatura do café aumentam. O café não recebe calor de fora, mas sim trabalho realizado pela pessoa.
12) Meu gatinho Mingau parece estar gostando de tomar Sol. De que modo está recebendo o calor? Explique esse processo de transmissão.
O gatinho está recebendo calor através da irradiação térmica, processo em que ocorre transferência de calor através de ondas eletromagnéticas, originadas pelo Sol neste caso.
13) A respeito dos processos de transmissão de calor, considere:
I. Na convecção, o calor é transferido de um lugar para outro tendo como agentes os próprios fluidos;
II. Na condução, ocorre a transferência de energia cinética entre as partículas;
III. Na irradiação, o calor é transmitido sob a forma de ondas eletromagnéticas.
É CORRETO o contido em
- A) I, apenas.
- B) II, apenas.
- C) I e II, apenas.
- D) II e III, apenas.
- E) I, II e III
A alternativa correta é letra E) I, II e III
Afirmativa I: correta. Uma característica da convecção é que ela ocorre somente em fluidos (líquidos, vapores ou gases). Criam-se correntes circulares chamadas de “correntes de convecção”, as quais são determinadas pela diferença de densidade entre o fluido mais quente e o mais frio.
Afirmativa II: correta. A condução é o processo de transferência de energia através de um meio material, sem transporte de matéria. A matéria aquece, seja pelo calor do fogo ou pelo contato com um objeto mais quente. Assim, quando um corpo sólido, como metal, liquido ou gás se aquece, a energia cinética aumenta, agitando, consequentemente as moléculas.
Afirmativa III: correta. Na irradiação, a transferência de energia térmica acontece por meio das ondas eletromagnéticas ou ondas de calor de um corpo.
14) (UNIFENAS) – A transmissão de calor por convecção só é possível:
- A) no vácuo
- B) nos sólidos
- C) nos líquidos
- D) nos gases
- E) nos fluidos em geral.
A alternativa correta é letra E) nos fluidos em geral.
A transmissão de calor por convecção só é possível nos fluidos em geral.
15) O mecanismo através do qual ocorre a perda de calor de um objeto é dependente do meio no qual o objeto está inserido. No vácuo, podemos dizer que a perda de calor se dá por:
- A) Condução;
- B) Convecção;
- C) Radiação;
- D) Condução e Convecção;
- E) Convecção e Radiação.
A alternativa correta é letra C) Radiação
No vácuo não existem partículas, ou seja, essa transferência de calor só pode ocorrer através de ondas de energia, processo representado pela radiação.
16) Uma parede de tijolos e uma janela de vidro de espessura 180mm e 2,5mm, respectivamente, têm suas faces sujeitas à mesma diferença de temperatura. Sendo as condutibilidades térmicas do tijolo e do vidro iguais a 0,12 e 1,00 unidades SI, respectivamente, então a razão entre o fluxo de calor conduzido por unidade de superfície pelo vidro e pelo tijolo é:
- A) 200
- B) 300
- C) 500
- D) 600
- E) 800
A taxa de transferência de calor pode ser calculada através da seguinte equação (Lei de Fourier):
φ = K.A.∆T/L
Onde:
- φ = fluxo de calor;
- K = condutividade térmica;
- A = área da seção transversal;
- ∆T = variação de temperatura;
- L = comprimento.
Ado tijolo = Ado vidro
∆Tdo tijolo = ∆Tdo vidro
180 mm = 0,18 m
2,5 mm = 0,0025m
φvidro/φtijolo = 1.A.∆T/0,0025 / 0,12.A.∆T/0,180
φvidro/φtijolo = 400 / 12/18
φvidro/φtijolo = 600
17) As modernas panelas de aço inox possuem cabos desse mesmo material, que é um _______ condutor de calor. Eles não queimam as mãos das pessoas, porque possuem um formato vazado, facilitando a troca de calor por _______ do ar através deles. A alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas é
- A) mau / irradiação.
- B) bom / irradiação.
- C) bom / convecção.
- D) mau / convecção.
A alternativa correta é letra C) bom / convecção
Embora o cabo da panela seja metálico e bom condutor de calor, ele não se aquece muito. Isso ocorre porque há uma circulação de ar dentro da parte oca do cabo. Essa circulação permite a troca de calor por convecção entre o cabo e o ar ambiente, este a uma temperatura inferior à do cabo. Por ser eficiente, essa transferência convectiva de calor mantém o cabo da panela a uma temperatura não muito alta, permitindo seu manuseio. (Bernoulli)
18) É comum termos sensações diferentes, de quente e frio, quando tocamos com a mão objetos em equilíbrio térmico entre si, dentro de uma sala. Em relação à afirmativa anterior, é CORRETO dizer que
- A) é falsa, pois a quantidade de calor trocada entre cada um dos objetos e a mão é diferente já que, nesse caso, os objetos se encontram a temperaturas diferentes.
- B) é falsa, pois se um objeto parece mais quente em relação ao outro, então eles não estão em equilíbrio térmico.
- C) é verdadeira, pois a quantidade de calor trocada entre cada um dos objetos e a mão pode ser diferente se os dois objetos tiverem condutividades térmicas diferentes.
- D) é verdadeira, pois a quantidade de calor trocada entre cada um dos objetos e a mão é sempre igual se eles estiverem em equilíbrio térmico.
A alternativa correta é letra C) é verdadeira, pois a quantidade de calor trocada entre cada um dos objetos e a mão pode ser diferente se os dois objetos tiverem condutividades térmicas diferentes.
A afirmativa é verdadeira! As sensações diferentes (quente ou frio) que experimentamos são explicadas pelo fato de que materiais diferentes transferem calor a taxas diferentes, ou seja, possuem condutividades térmicas distintas.