Questões Sobre Termologia - Física - concurso

A alternativa correta é letra C) O fluxo térmico é a taxa de transferência de calor em uma determinada direção por unidade de área perpendicular à direção da transferência.

Vamos à análise das alternativas:

a)  A Lei do resfriamento de Newton estabelece que o fluxo de calor por condução é proporcional à diferença de temperaturas entre as temperaturas da superfície e do fluido. Falso.

A Lei do resfriamento de Newton ou Lei do arrefecimento de Newton expressa que a taxa de perda de calor de um corpo é proporcional à diferença de temperatura entre o corpo e a vizinhança enquanto estiver sob efeito de uma brisa.

b)  O coeficiente de transferência de calor por convecção é uma propriedade característica de cada material.  Falso.

O coeficiente de transferência de calor por convecção ou coeficiente de película, h, segundo a lei do resfriamento de Newton, é o ponto chave para se obter a quantidade de calor transferida de uma superfície para um fluido ou vice-versa. Portanto, a determinação do h está diretamente relacionada com a taxa de transferência de calor.

Na maioria dos casos reais, existe uma dificuldade de se calcular o h, devido a sua dependência com a viscosidade do fluido e com outras propriedades do fluido, como, por exemplo, condutividade térmica, calor específico, densidade (HOLMAN, 2010). Portanto, o h é uma função de diversas variáveis e isto dificulta o seu cálculo analítico.

Fonte: Revista Ifes Ciência, v. 2, nº 1, 2016 – Instituto Federal do Espírito Santo

c)  O fluxo térmico é a taxa de transferência de calor em uma determinada direção por unidade de área perpendicular à direção da transferência. Verdadeiro.

d)  O fluxo térmico é inversamente proporcional ao gradiente de temperatura.  Falso. O fluxo térmico é diretamente proporcional ao gradiente de temperatura.

e)  Os mecanismos de transferência de calor por condução, convecção e radiação requerem a presença de um meio material.  Falso.

A irradiação térmica é uma forma de propagação de calor pelas ondas eletromagnéticas, as quais se propagam no vácuo, sem necessidade de um meio material.

Gabarito: C

A alternativa correta é letra B) calor específico

A Quantidade de calor recebida por um líquido para fazê-lo ter uma elevação de temperatura é dada por:

Q = mcdot c cdot Delta (phi_f - phi_i)

Ondephi_f e phi_i são as temperaturas final e inicial do líquido.   Como os blocos de ferro e alumínio absorvem a mesma quantidade de calor, e a temperatura final do ferro era duas vezes maior que a do bloco de alumínio, podemos concluir que o calor específico do ferro é menor do que o do alumínio.

Gabarito: B

A alternativa correta é letra A) a condução, a convecção e a irradiação, sendo que somente o último ocorre no vácuo.

Analisando alternativa por alternativa:

a)  a condução, a convecção e a irradiação, sendo que somente o último ocorre no vácuo.

CORRETA. As três são formas de transferência de calor. A condução ocorre em meios sólidos, enquanto a convecção em meios fluidos (líquidos ou gasosos). Por fim, a irradiação se propaga por ondas eletromagnéticas e é capaz de percorrer o vácuo (é o que ocorre no sistema solar).

b)  a fusão, a vaporização e a solidificação, sendo que somente o último ocorre no vácuo.

ERRADO. Se trata de processos de alteração física da matéria e não de fluxo de calor.

c)  a condução, a convecção e a irradiação, sendo que os dois primeiros podem ocorrer no vácuo.

ERRADO. Apenas a irradiação se propaga no vácuo.

d)  a fusão, a vaporização e a solidificação, sendo que os dois primeiros podem ocorrer no vácuo.

ERRADO. Se trata de processos de alteração física da matéria e não de fluxo de calor.

A alternativa correta é letra C) 47ºC.

A questão pede para considerar a dilatação do pneu desprezível. Logo, o volume permanecerá constante.

(dfrac{PV}{T})_{i} = (dfrac{PV}{T})_{f}

(dfrac{P}{T})_{i} = (dfrac{P}{T})_{f}

dfrac{30}{27 + 273} = dfrac{32}{T_f}

Pessoal não podemos esquecer de transformar em K.

T_f = dfrac{9.600}{30} = 320 , K

T_f = 47° , C

Gabarito: LETRA C.

A alternativa correta é letra B) parte da luz que atravessa a estufa é absorvida pelos objetos em seu interior e reemitida na forma de calor.

Gabarito: LETRA B.

Uma estufa é projetada para capturar e reter a energia solar em seu interior. O vidro ou plástico transparente que reveste a estufa permite a passagem da radiação solar, que aquece os objetos e o ar em seu interior. Entretanto, esse calor não pode escapar facilmente devido às propriedades de isolamento do material que reveste a estufa, resultando em um aumento da temperatura interna. Esse efeito é conhecido como "efeito estufa" e é semelhante ao que ocorre na atmosfera terrestre.

Assim, vamos analisar cada uma das alternativas:

a)  como o material que reveste a estufa é opaco para o calor, sua temperatura interna é menor que sua temperatura externa. INCORRETA.

De fato, o material que reveste a estufa é opaco para o calor, ou seja, a saída do calor emitido pelos objetos e pelo ar no interior da estufa é dificultada. Porém, a temperatura interna é maior que sua temperatura externa devido a isso.

b)  parte da luz que atravessa a estufa é absorvida pelos objetos em seu interior e reemitida na forma de calor. CORRETA.

Como o material que reveste a estufa é transparente para a radiação solar, a radiação solar é absorvida pelos objetos e pelo ar dentro da estufa, que aquecem e emitem calor. No entanto, parte desse calor reemitido é impedido de escapar pelas superfícies da estufa, resultando em um aumento da temperatura interna.

c)  a estufa se aquece, porque o calor do Sol é absorvido pelos objetos em seu interior e, depois, redistribuído por todo o seu volume. INCORRETA.

O aumento da temperatura interna da estufa ocorre principalmente devido à retenção do calor dentro dela, devido às propriedades de isolamento do material que a reveste.

d)  a estufa absorve calor do Sol, aprisionando-o em seu interior, ocasionando um aumento em sua temperatura interna. INCORRETA.

A estufa não absorve calor do Sol e o aprisiona em seu interior. Na verdade, a estufa permite a entrada da radiação solar através de suas superfícies transparentes, e o aquecimento interno ocorre devido ao efeito estufa.

Portanto, a resposta correta é a alternativa (b).

A alternativa correta é letra C) ter mesma radiação de corpo negro que a superfície do Sol.

Gabarito: LETRA C.

A temperatura especificada de 6.000 K para a lâmpada fluorescente não significa que ela está emitindo a mesma quantidade de energia ou calor que a superfície do Sol. Em vez disso, essa temperatura está relacionada à radiação emitida pela lâmpada, seguindo o conceito de radiação de corpo negro.

Um corpo negro é um objeto teórico que absorve toda a radiação eletromagnética incidente sobre ele, e emite radiação de acordo com a sua temperatura. A radiação emitida por um corpo negro é caracterizada por uma distribuição de frequência conhecida como radiação de corpo negro, que depende da temperatura do corpo.

A temperatura especificada de 6.000 K para a lâmpada fluorescente indica que a radiação emitida pela lâmpada segue uma distribuição de energia semelhante à radiação de corpo negro a essa temperatura. Ou seja, a lâmpada emite radiação em um espectro semelhante ao de um corpo negro a 6.000 K.

Na superfície do Sol, a temperatura é de cerca de 6.000 K, o que implica que a radiação solar também segue uma distribuição de energia semelhante à radiação de corpo negro a essa temperatura. Assim, quando a lâmpada fluorescente é especificada como tendo uma temperatura de 6.000 K, significa que sua radiação tem características espectrais semelhantes à radiação emitida pela superfície do Sol.

Portanto, a resposta correta é a alternativa (c).

A alternativa correta é letra D) radiação infravermelha.

Gabarito: LETRA D.

De fato, a energia recebida do Sol é principalmente na forma de luz branca. O Sol emite uma ampla gama de comprimentos de onda, que vão desde a região do ultravioleta até o infravermelho. Grande parte dessa energia é emitida na forma de luz visível, que inclui todas as cores do espectro visível que, quando combinadas, formam a luz branca.

Quando a luz solar alcança a atmosfera da Terra, uma parte dela é refletida de volta para o espaço pela atmosfera, pelas nuvens e por superfícies refletoras, como a neve e o gelo. No entanto, grande parte da luz solar é absorvida pela atmosfera, pelos oceanos, pelos continentes e pelas plantas e outros organismos vivos.

Quando a energia solar é absorvida pela Terra, ela é convertida em calor. Como resultado desse aquecimento, a Terra emite radiação infravermelha para o espaço. A radiação infravermelha é uma forma de radiação eletromagnética com um comprimento de onda maior do que a luz visível. É uma forma de radiação térmica, também conhecida como radiação de calor. A quantidade de radiação infravermelha emitida pela Terra depende da temperatura da superfície.

Os diferentes componentes da atmosfera, como o dióxido de carbono (CO₂), o vapor de água (H₂O) e outros gases conhecidos como gases de efeito estufa, têm a capacidade de absorver parte da radiação infravermelha emitida pela Terra. Esses gases retêm parte do calor próximo à superfície do planeta, contribuindo para o chamado efeito estufa.

Esse processo de absorção e reemissão de radiação infravermelha é o que mantém a temperatura média da Terra em um nível adequado para a vida como a conhecemos. No entanto, a atividade humana tem contribuído para o aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera, o que está levando a um aumento do efeito estufa e a um aquecimento global adicional.

Portanto, a resposta correta é a alternativa (d).

A alternativa correta é letra B) infravermelha.

Gabarito: LETRA B.

Durante as épocas quentes do ano, podemos sentir o calor irradiado pelo calçamento, pelo solo e por outras superfícies. Isso ocorre porque a radiação emitida pela Terra e sua atmosfera nesses casos é principalmente na forma de radiação infravermelha.

A radiação infravermelha é uma forma de radiação eletromagnética com um comprimento de onda maior do que a luz visível. Quando a energia solar é absorvida pela Terra, ela é convertida em calor. Esse calor é então emitido pela Terra na forma de radiação infravermelha.

Diferentemente da radiação visível, que é percebida como luz, a radiação infravermelha não é visível para nossos olhos, mas podemos sentir seus efeitos térmicos como calor. Essa radiação é responsável pela sensação de calor irradiado por superfícies como o calçamento e o solo durante as épocas quentes.

Portanto, a resposta correta é a alternativa (b).

A alternativa correta é letra A) sentida como calor.

Gabarito: LETRA A.

O brilho do Sol é caracterizado como branco incandescente, o que significa que ele emite radiação em um amplo espectro de comprimentos de onda. A luz branca é composta por diferentes cores que correspondem a diferentes comprimentos de onda, que abrangem desde o ultravioleta até o infravermelho, passando pela região visível do espectro eletromagnético.

A Terra absorve a radiação solar em diferentes superfícies (como solo, oceanos e vegetação) e em sua atmosfera, convertendo a energia solar em calor. Como resultado desse aquecimento, a Terra emite radiação infravermelha, que é uma forma de radiação eletromagnética com um comprimento de onda maior do que a luz visível. É uma forma de radiação térmica, também conhecida como radiação de calor.

Portanto, a resposta correta é a alternativa (a).