Os cometas são geralmente formados por gases e gelos solidificados que envolvem um núcleo metálico ou rochoso. Ao se aproximar do Sol, o cometa passa a exibir uma cauda longa e brilhante, que surge em razão da evaporação de sua superfície quando exposta ao calor do Sol. A figura a seguir representa um cometa no formato esférico, com diâmetro sólido total D de 1.000 m. O núcleo metálico interno tem diâmetro Di de 400 m e é coberto por uma mistura de gelo composto de vários elementos leves em estado sólido. A massa de gelo corresponde a 36% da massa total do cometa. Nas condições às quais esse cometa está submetido, o gelo vai diretamente para o estado gasoso à temperatura de 14 K.
Tendo como referência essas informações, julgue o item a seguir.
Se a massa do gelo evaporar de forma homogênea, o fluxo de calor entre o núcleo metálico e a superfície do cometa permanecerá constante.
- A) Certo
- B) Errado
Resposta:
A alternativa correta é letra B) Errado
Gabarito: ERRADO.
O fluxo de calor entre o núcleo metálico e a superfície do cometa pode ser expresso pela Lei de Fourier em sua forma simplificada:
Phi = dfrac{k cdot A cdot Delta T }{d}
Onde k é a condutividade térmica do material, A é a área de transferência de calor, Delta T é a diferença de temperatura entre os dois pontos de análise e d é a distância entre esses dois pontos.
Note que, mesmo que a massa de gelo evapore de forma homogênea, a área de transferência de calor, que é proporcional ao quadrado do diâmetro do núcleo metálico, varia mais rapidamente que o próprio diâmetro durante a evaporação da massa de gelo. Como resultado, o fluxo de calor, que é dado pela razão entre essas duas grandezas, não se mantém constante.
Portanto, o item está errado.
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