TRANSMISSÃO DE CALOR NO ENSINO MEDIO.ppt

transmissão de calor , conceitos basicos

1. FÍSICA
Profº : Marcos M.

2. Os mecanismos fundamentais de transferência de
calor são:
◦Condução
◦Convecção
◦Irradiação

4. É o processo de transferência de energia, através de
um material, pela troca de energia entre partículas
adjacentes, isto é, quando moléculas ou átomos que
estão a uma temperatura mais elevada transferem
parte de sua energia para as moléculas ou átomos
vizinhos que estão com energia mais baixa.

5. Transmissão de calor em que a energia
térmica é propagada mediante o transporte
de matéria, havendo portanto, deslocamento
de partículas.

7. Diferentemente dos dois processos de
propagação de calor estudados nos segmentos
anteriores.
IRRADIAÇÃO TÉRMICA não necessita de
meio material para transmitir a energia
térmica, isto é, a irradiação ocorre também
no vácuo. A irradiação é o processo de
transferência de energia através de ondas
eletromagnéticas, chamadas ondas de calor
ou calor radiante.
 

8. A tartaruga
recebe calor do
sol por irradiação
e, da areia, por
condução.
O ar ao seu redor
se aquece por
convecção.

9. Condução - evitada pelo
vácuo entre as paredes
duplas e pela tampa
isolante.
Irradiação - evitada pelas
paredes espelhadas que
refletem as radiações,
tanto de dentro para fora
como vice-versa.
Convecção - evitada pelo
vácuo entre as paredes
duplas.

  
                                        
 
          

10. 1) (UN. MACKENZIE) Dos processos a seguir, o
único onde praticamente todo o calor se propaga
por condução é quando ele se transfere:
a) Do Sol para a Terra.
b) Da chama de um gás para a superfície livre de um
líquido contido num bule que está sobre ela.
c) Do fundo de um copo de água para um cubo de
gelo que nela flutua.
d) De uma lâmpada acesa para o ar que a cerca.
e) De um soldador para o metal que está sendo soldado.

11. 1) (UN. MACKENZIE) Dos processos a seguir, o único
onde praticamente todo o calor se propaga
por condução é quando ele se transfere:
a) Do Sol para a Terra.
b) Da chama de um gás para a superfície livre de um
líquido contido num bule que está sobre ela.
c) Do fundo de um copo de água para um cubo de gelo
que nela flutua.
d) De uma lâmpada acesa para o ar que a cerca
e) De um soldador para o metal que está sendo soldado.

12. 2) (UFMG) A irradiação é o único processo de
transferência de energia térmica no caso:
a)Da chama do fogão para a panela.
b) Do Sol para um satélite de Júpiter.
c) Do ferro de soldar para a solda.
d) Da água para um cubo de gelo
flutuando nela.
e) De um mamífero para o meio ambiente.

13. 2) (UFMG) A irradiação é o único processo de
transferência de energia térmica no caso:
a)Da chama do fogão para a panela.
b) Do Sol para um satélite de Júpiter.
c) Do ferro de soldar para a solda.
d) Da água para um cubo de gelo
flutuando nela.
e) De um mamífero para o meio ambiente.

14. 3) (FGV-SP) Quando há diferença de temperatura entre dois
pontos, o calor pode fluir entre eles por condução, convecção
ou radiação, do ponto de temperatura mais alta ao de
temperatura mais baixa. O "transporte" de calor se dá
juntamente com o transporte de massa no caso da:
a) condução somente

                         
b) convecção somente
 
                       
c) radiação e convecção
d) Irradiação somente
e) condução e irradiação

15. 3) (FGV-SP) Quando há diferença de temperatura entre dois
pontos, o calor pode fluir entre eles por condução, convecção
ou radiação, do ponto de temperatura mais alta ao de
temperatura mais baixa. O "transporte" de calor se dá
juntamente com o transporte de massa no caso da:
a) condução somente

                         
b) convecção somente
 
                       
c) radiação e convecção
d) Irradiação somente
e) condução e irradiação

16. FIM

17. 4) (ITA) Uma garrafa térmica, devido às
paredes espelhadas, impede trocas de
calor por:
a)condução.
b) irradiação.
c) convecção.
d) reflexão

18. 4) (ITA) Uma garrafa térmica, devido às
paredes espelhadas, impede trocas de
calor por:
a)condução.
b) irradiação.
c) convecção.
d) reflexão

19. 5) (UN. MACKENZIE) Assinale a alternativa
correta:
a) A condução e a convecção térmica só ocorrem
no vácuo.
b) A radiação é um processo de transmissão de
calor que só se verifica em meios materiais.
c) A condução térmica só ocorre no vácuo, no
entanto a convecção térmica se verifica inclusive
em materiais no estado sólido.
d) No vácuo a única forma de transmissão de calor
é por condução.
e) A convecção térmica só ocorre nos fluídos, ou
seja, não se verifica no vácuo e tão pouco em
materiais no estado sólido.

20. 5) (UN. MACKENZIE) Assinale a alternativa
correta:
a) A condução e a convecção térmica só ocorrem
no vácuo.
b) A radiação é um processo de transmissão de
calor que só se verifica em meios materiais.
c) A condução térmica só ocorre no vácuo, no
entanto a convecção térmica se verifica inclusive
em materiais no estado sólido.
d) No vácuo a única forma de transmissão de calor
é por condução.
e) A convecção térmica só ocorre nos fluídos, ou
seja, não se verifica no vácuo e tão pouco em
materiais no estado sólido.

21. 6) (ITA) Uma garrafa térmica
impede, devido ao vácuo entre as
paredes duplas, trocas de calor por:
a) condução apenas.
b) convecção
apenas.
                        
c) convecção e condução.
d) irradiação apenas.

22. 6) (ITA) Uma garrafa térmica
impede, devido ao vácuo entre as
paredes duplas, trocas de calor por:
a) condução apenas.
b) convecção
apenas.
 
 
                      
c) convecção e condução.
d) irradiação apenas.

23. 7) (U.F.Ouro Preto-MG) Durante as noites de inverno usamos um
cobertor de lã a fim de proteger-nos do frio. Fisicamente é correto
 
afirmar que:
a) a lã retira calor do meio ambiente, fornecendo-o ao nosso corpo.
b) a lã possui um baixo coeficiente
  de condutividade térmica,
diminuindo, portanto o fluxo de calor para o ambiente.
c) a lã possui um alto coeficiente
  de condutividade térmica,
diminuindo,
portanto o fluxo de calor para o ambiente.  

d) a lã possui um baixo coeficiente
  de condutividade térmica,

aumentando, portanto o fluxo de calor para o ambiente.
e) a lã possui um alto coeficiente
  de condutividade térmica,

aumentando, portanto o fluxo de calor para o ambiente.  

24. 7) (U.F.Ouro Preto-MG) Durante as noites de inverno usamos um
cobertor de lã a fim de proteger-nos do frio. Fisicamente é
correto
  afirmar que:

a) a lã retira calor do meio ambiente, fornecendo-o ao nosso
corpo.
b) a lã possui um baixo coeficiente
  de condutividade térmica,
diminuindo, portanto o fluxo de calor para o ambiente.
c) a lã possui um alto coeficiente
  de condutividade térmica,

diminuindo, portanto o fluxo de calor para o ambiente.  

d) a lã possui um baixo coeficiente
  de condutividade térmica,

aumentando, portanto o fluxo de calor para o ambiente.
e) a lã possui um alto coeficiente
  de condutividade térmica,

aumentando, portanto o fluxo de calor para o ambiente.  

25. 8) (FOC-SP) Quando se aquece a
extremidade de uma barra de ferro, o
calor se propaga para toda a barra. Neste
caso o calor se propaga, principalmente,
por:
a) condução.
 
b) diluição.
c) indução.  

d) convecção.  

e) irradiação.
 

26. 8) (FOC-SP) Quando se aquece a
extremidade de uma barra de ferro, o
calor se propaga para toda a barra. Neste
caso o calor se propaga, principalmente,
por:
a) condução. 

b) diluição.
c) indução.  

d) convecção.  

e) irradiação. 

27. 9) (Cefer-PR) Para melhorar o isolamento
  térmico
de uma sala, deve-se:
a) aumentar a área externa das paredes.  

b) utilizar um material de maior coeficiente de
condutibilidade térmica.
c) dotar o ambiente de grandes áreas
envidraçadas.  

d) aumentar a espessura das paredes.
e) pintar as paredes externas de cores escuras.

28. 9) (Cefer-PR) Para melhorar o isolamento
  térmico
de uma sala, deve-se:
a) aumentar a área externa das paredes.  

b) utilizar um material de maior coeficiente de
condutibilidade térmica.
c) dotar o ambiente de grandes áreas
envidraçadas.  

d) aumentar a espessura das paredes.
e) pintar as paredes externas de cores escuras.

29. 10)(U.F. Santa Maria-RS)
 Ao encostar a mão
em um metal e,
 logo após, em um pedaço de
madeira, estando os dois últimos à
temperatura ambiente, tem-se a sensação que
o metal está mais frio. Isso ocorre porque
________________ da madeira é
_______________do metal.
  
 
       
a) o calor específico, maior do que o.
 
b) a capacidade térmica, maior do que a.
c) a capacidade térmica, menor do que a.
d) a condutibilidade térmica, maior do que a.
 
e) a condutibilidade térmica, menor do que a.

30. 10)(U.F. Santa Maria-RS)
 Ao encostar a mão
em um metal e,
 logo após, em um pedaço de
madeira, estando os dois últimos à
temperatura ambiente, tem-se a sensação que
o metal está mais frio. Isso ocorre porque
________________ da madeira é
_______________do metal.
  
 
       
a) o calor específico, maior do que o.
 
b) a capacidade térmica, maior do que a.
c) a capacidade térmica, menor do que a.
d) a condutibilidade térmica, maior do que a.
 

e) a condutibilidade térmica, menor do que a.

31. 11) (UNEB-BA) Quando uma pessoa pega na
geladeira uma garrafa de cerveja e uma lata de
refrigerante à mesma temperatura, tem
sensações térmicas diferentes, porque, para a
garrafa e a lata, são diferentes:
 

a) os coeficientes de condutibilidade térmica.
 
b) os coeficientes de dilatação térmica.
 
c) os volumes.
d) as massas.
 
e) as formas geométricas.

32. 11) (UNEB-BA) Quando uma pessoa pega na
geladeira uma garrafa de cerveja e uma lata de
refrigerante à mesma temperatura, tem
sensações térmicas diferentes, porque, para a
garrafa e a lata, são diferentes:
 

a) os coeficientes de condutibilidade térmica.
 

b) os coeficientes de dilatação térmica.
 
c) os volumes.
d) as massas.
 
e) as formas geométricas.

33. 12) (UFPI) A transferência de calor de um ponto a
outro de um meio pode efetuar-se por três
processos diferentes. Sabe-se que, conforme o
meio, há um processo único possível ou um
predominante. Assim, no vácuo, num fluido e num
sólido a transferência de calor se efetua,
respectivamente, por:
a) convecção, radiação, condução.
b) condução, convecção, radiação.
c) radiação, convecção, condução.
d) condução, radiação, convecção.
e) radiação, condução, convecção.

34. 12) (UFPI) A transferência de calor de um ponto a
outro de um meio pode efetuar-se por três
processos diferentes. Sabe-se que, conforme o
meio, há um processo único possível ou um
predominante. Assim, no vácuo, num fluido e num
sólido a transferência de calor se efetua,
respectivamente, por:
a) convecção, radiação, condução.
b) condução, convecção, radiação.
c) radiação, convecção, condução.
d) condução, radiação, convecção.
e) radiação, condução, convecção.

35. Fenômeno provocado pela
variação de temperatura, que
acarreta mudança na distância
entre as “partículas” que
formam o corpo.
Logo suas dimensões sofrem alteração.

36. Variação
de
temperatura
Variação
da distância
entre
moléculas
Variação
das
dimensões
do corpo

38. Na prática só existe dilatação
volumétrica de sólidos, a
classificação é feita
dependendo da dimensão mais
importante do corpo.
Ex: fio ( comprimento )
chapa ( área ) ....

39. Sólidos cuja dimensão mais importante
é o comprimento (1 dimensão ) por exemplo
em fios,barras, canos, etc.

40. 
i



f
L
O
 L
Dilatação de uma Barra
LFinal
Aquecimento
da barra

41. O Comprimento final da barra
pode ser expresso pela relação
abaixo :
L
Final
=L
O
+  L

42.  L =L
O
. . 
A dilatação linear depende :
do tipo de material (  )
do comprimento inicial (L
o)
da variação de temperatura ()

43. SubstânciaSubstância 1010
-6-6
((
oo
CC
-1-1
)) Faixa de temperaturasFaixa de temperaturas
Quartzo fundido 0,60,6 Temp. ambiente
Silício 2,6 Temp. ambiente
Carbono e Grafite 3 100
 °C-390 °C
Vidro Pyrex 3,2 20
 °C-300 °C
Tungstênio 4,5 Temp. ambiente
Cromo 4,9 Temp. ambiente
Cimento(concreto) 6,8 Temp. ambiente
Vidro (de janela) 8,6 20
 °C-300 °C
Platina 9 100
 °C-390 °C
Ouro 14 100
 °C-390 °C
Aço 14 540
 °C-980 °C

44. Uma barra apresenta a 10
o
C o comprimento de
90m, sedo feita de um material cujo coeficiente
de dilatação linear médio vale 19.10
-6 o
C
-1
. A
barra é aquecida até 20
o
C. Pede-se:
a) a dilatação ocorrida;
b) o comprimento final da barra.

45. Estuda a dilatação em duas dimensões
(comprimento e largura).
TAA
o
 ..
AAA
o
.2

46. Estuda a dilatação em três
dimensões (comprimento, largura e
espessura).
TVV
o ..
VVV
o

.3

47. Os líquidos sempre estão contidos
em recipientes sólidos. Portanto
quando são aquecidos ambos se
dilatam.
TVV
o
 ..
recapliquido
 

48. LLL 
0 
0
LL
VVV 
0 
0VV
AAA 
0

0AA

49. 321



50. Professor Marcos M.

54. Pontes e calçadas

55. Curiosidades
Um incêndio na floresta estendeu-se aos
dormentes dessa estrada. O calor
produzido pelas chamas fez as
moléculas do aço vibrarem tão
violentamente que elas se empurraram
umas às outras, com força suficiente
para fazer os trilhos expandirem-se até
se envergarem.
Os cabos de aço da ponte "Golden
Gate" de São Francisco (E.U.A.) ficam
1,50 metros mais baixos, no meio da
ponte, no verão do que no inverno,
devido à dilatação.

57. Formada pela união de
2 metais diferentes, é um
interruptor controlado
por temperatura.

58. 58

Latão = 19,0.10
-6 o
C
-1

Invar =

1,5.10
-6 o
C
-1
Sugestão de leituras:
1ª)
Como funciona o pisca-pisca de uma árvore de natal;
2ª) Como
funciona um termômetro com faixa bimetálica (gelad
eira)
;

59. Pisca - Pisca
A corrente elétrica
esquenta a lâmina.
Com a dilatação, o
circuito é interrompido.

60. Acender uma lâmpada
com um fósforo.

61. Acender uma lâmpada
com um fósforo.

62. Na geladeira, um bimetal
liga e desliga o motor da
geladeira
Mantimentos
quentes
Motor

ligado

63. Na geladeira, um bimetal
liga e desliga o motor da
geladeira
Mantimentos
frios
Motor
desligado

64. Ferros e
Aquecedores.
A lâmina é usada
para controlar a
temperatura.

65. Num líquido, só existe dilatação
volumétrica.
Quando esse líquido estiver contido
num recipiente, precisamos
considerar que o dois dilatam juntos.

66. Ao aquecer um líquido, o recipiente também
dilata:
O volume de líquido extravasado corresponde
à medida da dilatação aparentedilatação aparente e não a
dilatação realdilatação real.

67. Ocorre dilatação do líquido e do
recipiente que o contém.
Variação do Volume :
 V
LÍQ =  V
REC + V
APAR

68. A dilatação real do líquido é a soma da
dilatação aparente e da dilatação do
frasco:
FAp
VVV 
 




..V
F
..V
Ap
..V
F0
Ap0
0
VVV

 ..V..V..V
F0Ap00
 .V
0
FAp


69. 0
Temperatura (
o
C)
Volume (L)
481216
1,0000
1,0004
1,0008
1,0012
1,0016
1,0002
1,0006
1,0010
1,0014
4
1,1000
á
g
u
a
gelo
VOLUME
Temperatura (
o
C)
0
1,0002
Ponto de MÍNIMO VOLUME
densidade

70. Água no estado líquido Água no estado sólido

71. Como a densidade depende do
inverso do volume, a densidade
apresenta para a temperatura de 4
o
C
um ponto de máximomáximo valor.
I
n
s
t
i
t
u
t
o

E
d
u
c
a
c
i
o
n
a
l
I
m
a
c
u
l
a
d
a
71
V
m
d


V
m
d

72. 72

73. (UFPEL-RS/2005) A água, substância fundamental para a vida no
Planeta, apresenta uma grande quantidade de comportamentos
anômalos. Suponha que um recipiente, feito com um
determinado material hipotético, se encontre completamente
cheio de água a 4°C. De acordo com o gráfico e seus
conhecimentos, é correto afirmar que:
I
n
s
t
i
t
u
t
o

E
d
u
c
a
c
i
o
n
a
l
I
m
a
c
u
l
a
d
a
73
a) apenas a diminuição de
temperatura fará com que a água
transborde.
b) tanto o aumento da temperatura
quanto sua diminuição não
provocarão o transbordamento da
água.
c) qualquer variação de temperatura
fará com que a água transborde.
d) a água transbordará apenas para
temperaturas negativas.
e) a água não transbordará com um
aumento de temperatura, somente
se o calor específico da substância
for menor que o da água.
Resposta: CResposta: C

74. (Unicamp-SP)
a) Na figura 1 pode-se ver como varia o volume V de
1kg de água quando a sua temperatura varia de 0
o
C
a 10
o
C. Esboce o gráfico da densidade da água em
função da temperatura nesse intervalo.
I
n
s
t
i
t
u
t
o

E
d
u
c
a
c
i
o
n
a
l
I
m
a
c
u
l
a
d
a
74
Figura 1

75. b) Na figura 2 mostram-se dois recipientes A e B
preenchidos com iguais massas de água
inicialmente a 4oC. Os recipientes A e B estão
isolados termicamente, com exceção da tampa de A
e da base de B, que são condutoras e mantidas
permanentemente a 0
o
C. Em qual dos dois
recipientes a temperatura uniforme de 0
o
C será
atingida primeiro?
I
n
s
t
i
t
u
t
o

E
d
u
c
a
c
i
o
n
a
l
I
m
a
c
u
l
a
d
a
75