Propagação de Calor

1. Prof a : Karinne Mendes Disciplina: Física Ano: 2º PROPAGAÇÃO DE CALOR

2. Processos de Propagação de Calor Condução Convecção Irradiação Obs : O calor se propaga, espontaneamente, de um corpo com maior temperatura para um corpo de menor temperatura.

3. Fluxo de Calor Onde: Q = quantidade de calor que atravessa uma superfície. ∆t = tempo que o calor leva para se propagar na superfície. Unidade: cal/s ou kcal/s J/s = watt

4. Condução Térmica Processo pelo qual o calor é transmitido de uma extremidade a outra através da agitação molecular; Não há transmissão de matéria, mas somente transmissão de energia; Para que ocorra a condução, é necessário um meio material. O calor se propaga da chama para a sua mão através da condução  

5. Obs1: A rapidez com que um material se aquece, determina se ele é um bom condutor térmico, ou seja, quanto mais rápido um material se aquecer melhor sua condutibilidade . Obs2: A função do isolante térmico é evitar a transmissão de calor para o meio ambiente.

6. Lei da Condução Térmica Lei de Fourier Onde: A = área da superfície e = espessura da superfície K = coeficiente de condutibilidade térmica (depende do material)

7. Obs3 : O valor de K é elevado para os bons condutores, como por exemplo, os metais e baixo para os isolantes térmicos.

8. A condução de Calor no dia a dia Os iglus (casa dos esquimós) são feitos de gelo, pois o gelo é isolante térmico, mantendo o ambiente interno mais quente que o externo.

9. Sob as túnicas claras (que refletem boa parte do calor do Sol), os beduínos no deserto usam roupas de lã para evitar as perdas de calor, mantendo a temperatura corporal constante. No inverno, os pássaros costumam eriçar suas penas para acumular ar entre elas. Sendo isolante térmico, o ar diminui as perdas de calor para o ambiente.

10. Convecção Térmica Processo pelo qual o calor é transmitido de uma região para outra, através do transporte de matéria ; Há transporte de energia e matéria ; Só ocorre em líquidos e gases ; A convecção ocorre devido à diferença de densidade dos fluidos que surge em virtude do seu aquecimento ou resfriamento.

11. Correntes de convecção num líquido em aquecimento Ao se aquecer o líquido, as porções mais quentes das regiões inferiores tendo sua densidade diminuída, sobe. As porções mais frias da região superior, tendo maior densidade, descem.

12. A convecção no dia a dia O congelador de uma geladeira é colocado na parte superior porque ao se resfriar, o ar frio se torna denso e desce; O ar condicionado é instalado em uma região superior pelo mesmo motivo ; B risas terrestres (à noite) e marinhas (durante o dia) em regiões litorâneas; No inverno o ar poluído próximo ao solo está mais frio que o ar puro das regiões mais elevadas. Então deixa de ocorrer a convecção, porque o ar frio está mais pesado e não sobe. Essa ocorrência recebe o nome de inversão térmica .

13. Irradiação Térmica Processo pelo qual há transporte de energia ; Não há transporte de matéria ; Não necessita de meio material para que ocorra ; Pode ocorrer no vácuo ; Ocorre através de ondas eletromagnéticas: raios infravermelhos (ondas de calor), luz , raios x, raios γ, raios laser, raios ultravioletas, etc.  

14. Calor Luminoso : vem acompanhado de luz (Sol, lâmpadas ). Calor Obscuro : não é acompanhado de luz (fornos, ferro de passar ). Corpo atérmico : tem transmissividade nula (t = 0); Corpo negro : absorve toda energia radiante nele incidente e não reflete (a = 1 e r = 0). Ex : negro de fumo é o corpo real que mais se aproxima do corpo negro – reflete apenas 1% da energia incidente. Espelho ideal : quando tem absorvidade nula (a = 0) e refletividade máxima (r = 1 ).

15. A Irradiação no dia a dia Raios infravermelhos que são utilizados na medicina, secagem de tintas e vernizes, aquecimento de ambientes, películas fotográficas, mísseis, etc . Efeito estufa : o vapor d’água e o dióxido de carbono presentes na atmosfera terrestre formam uma camada transparente às ondas eletromagnéticas que chegam do sol (e são absorvidos pela terra, aquecendo-a), mas é sensivelmente opaca à radiação infravermelha emitida pela terra aquecida. Isto impede que a Terra perca, sobretudo à noite, uma quantidade exagerada de calor irradiado para o espaço.

16. Estufas de plantas

17. Questão 1 (UFCAR-SP ) Nas geladeiras o congelador encontra-se na parte superior. Nos polos, as construções são feitas sob o gelo. Os viajantes do deserto do Saara usam roupas de lã durante o dia e à noite. Relativamente ao texto acima, qual das afirmações abaixo não é correta? A) O gelo é mau condutor de calor. B) A lã evita o aquecimento do viajante do deserto durante o dia e o resfriamento durante a noite. C) A lã impede o fluxo de calor por condução e diminui as correntes de convecção. D) O gelo, sendo um corpo a 0ºC, não pode dificultar o fluxo de calor. E) O ar é um ótimo isolante para o calor transmitido por condução, porém favorece muito a transmissão do calor por convecção.

18. Questão 2 (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) somente I é correta; B ) somente II é correta; C ) I e III são corretas; D ) I e II são corretas; E ) Todas são corretas.

19. Questão 3 (UFMG ) No verão, Tia Maria dorme coberta somente com um lençol de algodão, enquanto, no inverno, ela se cobre com um cobertor de lã. No inverno, a escolha do cobertor de lã justifica-se, PRINCIPALMENTE, porque este: A) é mais quente que o lençol de algodão. B) é pior transmissor de calor que o lençol de algodão. C) se aquece mais rápido que o lençol de algodão. D) tem mais calor acumulado que o lençol de algodão. X

20. Questão 4 (UFJF ) Há pessoas que preferem um copo de cerveja com colarinho e outras sem o colarinho. O colarinho é espuma que contém ar em seu interior. Considere que a cerveja seja colocada num copo com isolamento térmico. Do ponto de vista físico, a função do colarinho pode ser: A) apenas estética. B) a de facilitar a troca de calor com o meio. C) a de atuar como um condutor térmico. D) a de atuar como um isolante térmico. E) nenhuma.

21. Questão 5 (UFSM-RS ) "Os habitantes dos cerritos , com o tempo, foram aprendendo a plantar e a moldar potes de barro cozido." Os índios usavam panelas de barro. Modernamente usamos panelas de metais, como alumínio e aço inoxidável, com cabos de madeira ou baquelite . Os metais são ________________ de energia na forma de calor, pois possuem ___________ condutividade térmica. O material do cabo possui ___________ condutividade térmica. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas. A) bons condutores - baixa –baixa B ) maus condutores - baixa – alta C) bons condutores - alta - alta D ) maus condutores - baixa –baixa E) bons condutores - alta - baixa

22. Questão 6 (PUC-MG ) Uma garrafa térmica tem paredes prateadas e duplas com vácuo no espaço intermediário. A vantagem de se fabricarem garrafas térmicas assim é porque as paredes prateadas: A) absorvem o calor e o vácuo é um ótimo isolante térmico. B) são altamente refletoras e o vácuo, um ótimo isolante térmico. C) absorvem o calor e o vácuo é um excelente condutor. D) são altamente refletoras e o vácuo é um excelente condutor.

23. Questão 7 (CFT-CE ) Na figura a seguir tem-se um dispositivo que nos ajuda a entender as formas pelas quais o calor se propaga .

24. Observa-se que, em um local livre de correntes de ar, ao ligar a lâmpada - transformação de energia elétrica em térmica -, a ventoinha acima da lâmpada começa a girar. Isto deve-se, principalmente, devido à(às): A) irradiação térmica próxima à lâmpada aquecida B) convecção térmica do ar próximo à lâmpada aquecida C) condução térmica que predomina nos metais D) força de atração gravitacional entre a ventoinha e a lâmpada E) forças de ação e de reação

25. Questão 8 (PUC-MG-2010 ) Ainda nos dias atuais, povos que vivem no deserto usam roupas de lã branca como parte de seu vestuário para se protegerem do intenso calor, já que a temperatura ambiente pode chegar a 50 ºC durante o dia. Para nós, brasileiros, que utilizamos a lã principalmente no inverno, a atitude dos povos do deserto pode parecer estranha ou equivocada, contudo ela pode ser explicada pelo fato de que: A) a lã é um excelente isolante térmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca absorve toda a luz evitando que ela aqueça ainda mais as pessoas. B) a lã é naturalmente quente e, num ambiente a 50 ºC , ela contribui para resfriar um pouco os corpos das pessoas. C) a lã é um excelente isolante térmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca reflete toda a luz, diminuindo assim o aquecimento da própria lã. D) a lã é naturalmente quente, e o branco é uma ―cor fria. Esses fatos combinados contribuem para o resfriamento dos corpos daquelas pessoas.

26. Questão 9 (PUC-SP ) Calor é uma forma de energia que se transfere de um corpo para outro em virtude de uma diferença de temperatura entre eles. Há três processos de propagação de calor: condução, convecção e radiação. Em relação à transferência de calor, afirma-se que: I. Em dias frios, os pássaros costumam eriçar suas penas para acumular ar entre elas. Nesse caso, o ar acumulado constitui-se em um bom isolante térmico diminuindo as trocas de calor, por condução, com o ambiente. II. Correntes de convecção na atmosfera costumam ser aproveitadas por aviões planadores e asas delta para ganharem altura. Tais correntes são originadas por diferenças de temperaturas entre duas regiões quaisquer da Terra. III. As paredes internas das garrafas térmicas são espelhadas com o objetivo de diminuir as trocas de calor por radiação. Está correto o que se afirma em A) I, II e III. B) apenas I e II. C) apenas I e III. D) apenas II e III. E) apenas III.