Show TRABALHO DE FÍSICA-TRANSMISSÃO DE CALOR 1) (UFAL 85) Selecione a alternativa que supre as omissões das afirmações seguintes: I - O calor do Sol chega até nós por _________________________. II - Uma moeda bem polida fica __________ quente do que uma moeda revestida de tinta preta, quando ambas são expostas ao sol. III - Numa barra metálica aquecida numa extremidade, a propagação do calor se dá para a outra extremidade por ________________________. a) radiação - menos - convecção. b) convecção - mais - radiação. c) radiação - menos - condução. d) convecção - mais - condução. e) condução - mais - radiação. 2) (PUC-RS) No inverno, usamos roupas de lã baseados no fato de a lã: a) ser uma fonte de calor. b) ser um bom absorvente de calor. c) ser um bom condutor de calor. d) impedir que o calor do corpo se propague para o meio exterior. 3) Julgue as afirmações a seguir: I – A transferência de calor de um corpo para outro ocorre em virtude da diferença de temperatura entre eles; II – A convecção térmica é um processo de propagação de calor que ocorre apenas nos sólidos; III – O processo de propagação de calor por irradiação não precisa de um meio material para ocorrer. Estão corretas: a) Apenas I b) Apenas I e II c) I, II e III d) I e III apenas; e) Apenas II e III. 4) Sobre os processos de propagação de calor, analise as alternativas a seguir e marque a incorreta: a) a convecção é observada em líquidos e gases. b) a condução de calor pode ocorrer em meios materiais e no vácuo. c) o processo de propagação de calor por irradiação pode ocorrer sem a existência de meio material; d) o calor é uma forma de energia que pode se transferir de um corpo para outro em virtude da diferença de temperatura entre eles. e) O processo de convecção térmica consiste na movimentação de partes do fluido dentro do próprio fluido em razão da diferença de densidade entre as partes do fluido. 5) Explique por que não pode haver propagação de calor por condução e por convecção no vácuo. No vácuo não há meio material. 6) (Acafe-SC) Preparar um bom churrasco é uma arte e, em todas as famílias, sempre existe um que se diz bom no preparo. Em algumas casas, a quantidade de carne assada é grande e se come no almoço e no jantar. Para manter as carnes aquecidas o dia todo, alguns utilizam uma caixa de isopor revestida de papel alumínio. A figura a seguir mostra, em corte lateral, uma caixa de isopor revestida de alumínio com carnes no seu interior. Considerando o exposto, assinale a alternativa correta que completa as lacunas das frases a seguir. A caixa de isopor funciona como recipiente adiabático. O isopor tenta ______ a troca de calor com o meio por ________ e o alumínio tenta impedir _________. a) impedir - convecção - irradiação do calor b) facilitar - condução - convecção c) impedir - condução - irradiação do calor d) facilitar - convecção – condução 7) Como se dá a propagação de calor do Sol até a Terra se entre esses astros não existe meio material? Por meio da irradiação 8) Desenhe esquematicamente uma garrafa térmica e explique o seu funcionamento. 9) (UFT-TO) Uma sala de estúdio é mantida à temperatura de 20 ºC e encontra-se separada de uma sala vizinha, à temperatura ambiente de 30 ºC, por uma janela retangular de vidro, de 8,0 mm de espessura, 1,0 m de altura por 1,5 m de largura. Sabendo que a condutividade térmica do vidro é 0,80 W/m.K, determine o total de calorias transmitidas pela janela, após 4,2 minutos. Φ = Φ = Φ = Φ = 1500 J/s Φ = 1500= Q = 378000J Q= Q=90.000cal 10) Uma placa de ferro é atravessada por uma quantidade de calor de 200 calorias em 25 segundos. Determine o fluxo de calor através dessa placa. Φ = => Φ ==> Φ= 8 cal/s 11) Um recipiente consta de duas partes separadas por uma placa de zinco k=0,3cal/s.cm.°C com 10mm de espessura, 20cm de altura e 40 cm de largura. Num dos compartimentes, há gelo a 0°C e, através do outro, passa continuamente vapor de água a 100°C. Sendo 80 cal/g o calor latente de fusão do gelo, determine a massa de gelo que se derrete em cada minuto. Φ = Φ = Φ = Φ = 24000cal/s Φ = 24000= Q= 1440000 cal Q = m.L 1440000= m.80 m = m = 18000g ou m = 18kg 12) Explique, em termos de propagação do calor, por que usamos agasalhos de lã, flanela ou outros materiais para nos protegermos do frio. A lã e a flanela são isolantes térmicos. Dessa modo, o agasalho “isola” nosso corpo do meio ambiente, fazendo com que a perda de calor seja mais lenta. 13) Num antigo jingle de uma propaganda, ouvia-se o seguinte diálogo: - Toc,toc,toc/- Quem bate?/-É o frio. E no final eram cantados os seguintes versos: “Não adianta bater, eu não deixo você entrar, os cobertores das C.P. é que vão aquecer seu lar”. Que comentário você tem a fazer sobre a veracidade física dessa peça publicitária? Os cobertores são feitos de materiais isolantes térmicos, fazendo com que a transferência de calor de nosso corpo para o meio ambiente seja mais lenta. Assim, está errado dizer que o cobertor não deixa o frio entrar e que o cobertor é um aquecedor. Ele apenas diminui a velocidade com que o calor sai do corpo. 14) -(UFB) Meu gatinho Mingau parece estar gostando de tomar Sol. De que modo está recebendo o calor? Explique esse processo de transmissão. Trata-se da irradiação térmica onde as ondas de calor provenientes do Sol, por meio das ondas eletromagnéticas, atravessam uma grande distância, no vácuo, até chegar à Terra e transferir a ela o calor vindo do Sol. 15)(ENEM-MEC) O resultado da conversão direta de energia solar é uma das várias formas de energia alternativa de que se dispõe. O aquecimento solar é obtido por uma placa escura coberta por vidro, pela qual passa um tubo contendo água. A água circula, conforme mostra o esquema abaixo. Fonte: Adaptado de PALZ, Wolfgang, “Energia solar e fontes alternativas”. Hemus, 1981. São feitas as seguintes afirmações quanto aos materiais utilizados no aquecedor solar: I. o reservatório de água quente deve ser metálico para conduzir melhor o calor. II. a cobertura de vidro tem como função reter melhor o calor, de forma semelhante ao que ocorre em uma estufa. III. a placa utilizada é escura para absorver melhor a energia radiante do Sol, aquecendo a água com maior eficiência. Dentre as afirmações acima, pode-se dizer que, apenas está(ão) correta(s): II é III são corretas 16)(ENEM-MEC) Numa área de praia, a brisa marítima é uma conseqüência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar). À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia. Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira: a) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar. b) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia. c) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar quente do continente. d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental. e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar. 17)(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 01. Marque a alternativa correta a respeito dos processos de propagação de calor. a) Os processos de propagação de calor por condução e convecção ocorrem em todos os tipos de meios. b) O processo de irradiação de calor ocorre somente no vácuo. c) A convecção é o processo de propagação de calor que proporciona o efeito das brisas marítimas. d) A condução térmica ocorre somente em líquidos. e) A irradiação é um processo de transferência de calor que ocorre por meio de ondas eletromagnéticas pertencentes ao espectro visível. 02. (Enem 2016) Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior. O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá a) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico. b) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio. c) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio. d) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico. e) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura. 03. (UFAL 85) Selecione a alternativa que supre as omissões das afirmações seguintes: I - O calor do Sol chega até nós por _____________. II - Uma moeda bem polida fica ____________ quente do que uma moeda revestida de tinta preta, quando ambas são expostas ao sol. III - Numa barra metálica aquecida numa extremidade, a propagação do calor se dá para a outra extremidade por ___________.
04. (PUC-RS) No inverno, usamos roupas de lã baseados no fato de a lã:
05. Julgue as afirmações a seguir: I – A transferência de calor de um corpo para outro ocorre em virtude da diferença de temperatura entre eles; II – A convecção térmica é um processo de propagação de calor que ocorre apenas nos sólidos; III – O processo de propagação de calor por irradiação não precisa de um meio material para ocorrer. Estão corretas:
06. Sobre os processos de propagação de calor, analise as alternativas a seguir e marque a incorreta: a) a convecção é observada em líquidos e gases. b) a condução de calor pode ocorrer em meios materiais e no vácuo. c) o processo de propagação de calor por irradiação pode ocorrer sem a existência de meio material; d) o calor é uma forma de energia que pode se transferir de um corpo para outro em virtude da diferença de temperatura entre eles. e) O processo de convecção térmica consiste na movimentação de partes do fluido dentro do próprio fluido em razão da diferença de densidade entre as partes do fluido. 07. (UFSCar) Um recipiente cilíndrico de vidro tem área da base relativamente pequena se comparada com sua altura. Ele contém água em temperatura ambiente até quase a sua borda e é colocado sobre a chama de um fogão, como ilustra a figura. A transmissão do calor por meio das moléculas da água durante seu aquecimento ocorre apenas por
08. (Enem PPL 2013) É comum nos referirmos a dias quentes como dias “de calor”. Muitas vezes ouvimos expressões como “hoje está calor” ou “hoje o calor está muito forte” quando a temperatura ambiente está alta. No contexto científico, é correto o significado de “calor” usado nessas expressões? a) Sim, pois o calor de um corpo depende de sua temperatura. b) Sim, pois calor é sinônimo de alta temperatura. c) Não, pois calor é energia térmica em trânsito. d) Não, pois calor é a quantidade de energia térmica contida em um corpo. e) Não, pois o calor é diretamente proporcional à temperatura, mas são conceitos diferentes. 09. (Acafe-SC) Preparar um bom churrasco é uma arte e, em todas as famílias, sempre existe um que se diz bom no preparo. Em algumas casas, a quantidade de carne assada é grande e se come no almoço e no jantar. Para manter as carnes aquecidas o dia todo, alguns utilizam uma caixa de isopor revestida de papel alumínio. A figura a seguir mostra, em corte lateral, uma caixa de isopor revestida de alumínio com carnes no seu interior. Considerando o exposto, assinale a alternativa correta que completa as lacunas das frases a seguir. A caixa de isopor funciona como recipiente adiabático. O isopor tenta ______ a troca de calor com o meio por ________ e o alumínio tenta impedir _________.
10. (Enem PPL 2013) Quais são os processos de propagação de calor relacionados à fala de cada personagem?
11. (UFSM) Em 2009, foi construído na Bolívia um hotel com a seguinte peculiaridade: todas as suas paredes são formadas por blocos de sal cristalino. Uma das características físicas desse material é sua condutividade térmica relativamente baixa, igual a 6 W/(m.°C). A figura a seguir mostra como a temperatura varia através da parede do prédio. Qual é o valor, em W/m2, do módulo do fluxo de calor por unidade de área que atravessa a parede?
12. (UNICAMP) Um isolamento térmico eficiente é um constante desafio a ser superado para que o homem possa viver em condições extremas de temperatura. Para isso, o entendimento completo dos mecanismos de troca de calor é imprescindível. Em cada uma das situações descritas a seguir, você deve reconhecer o processo de troca de calor envolvido. I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar fluxo de energia térmica até o congelador por […] II. O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é por […]. II. Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por [….]. Na ordem, os processos de troca de calor utilizados para preencher as lacunas corretamente são:
13. (EXAME NACIONAL 2012) Qualquer que seja a temperatura a que se encontre, um corpo emite sempre radiação eletromagnética, devido aos movimentos de agitação térmica das partículas que o constituem. O espectro da radiação térmica emitida por um corpo é um espectro contínuo em que o comprimento de onda da radiação de máxima intensidade emitida depende da temperatura a que o corpo se encontra: à medida que a temperatura, T, do corpo aumenta, o comprimento de onda ao qual ocorre a emissão de radiação de máxima intensidade, λ máxima , diminui proporcionalmente. A taxa temporal de emissão de energia de um corpo, sob a forma de radiação térmica, a partir da sua superfície, é proporcional à quarta potência da temperatura absoluta da superfície do corpo, dependendo também da sua área superficial e de uma constante chamada emissividade. Ao mesmo tempo que emite, um corpo também absorve radiação eletromagnética da sua vizinhança. Quando um corpo está em equilíbrio com a sua vizinhança, emite e absorve energia, como radiação, à mesma taxa temporal. R. A. Serway, J. W. Jewett, Jr., Princípios de Física, vol. II, Pioneira Thomson Learning, 2004 (adaptado) 13.1. A Figura 1 apresenta uma parte do gráfico da intensidade da radiação emitida por um corpo, a uma determinada temperatura, em função do comprimento de onda. À temperatura considerada, o corpo emite (A) apenas radiação visível. (B) radiação de máxima intensidade no visível. (C) apenas radiação ultravioleta. (D) radiação de máxima intensidade no ultravioleta. 13.2. Traduza por uma expressão matemática a lei enunciada no final do segundo parágrafo do texto. 13.3. Qual é a unidade do Sistema Internacional em que se exprime a taxa temporal de emissão de energia de um corpo? 13.4. Se a temperatura absoluta da superfície de um corpo aumentar duas vezes, a taxa temporal de emissão de energia do corpo, sob a forma de radiação térmica, a partir da sua superfície, aumentará (A) duas vezes. (B) quatro vezes. (C) oito vezes. (D) dezasseis vezes. 13.5. A Terra emite e absorve radiação a uma taxa temporal __________, pelo que a temperatura média da sua superfície __________. (A) igual ... varia (B) diferente ... varia (C) igual ... não varia (D) diferente ... não varia 13.1. (D) 13.2. λ = K/T 13.3. W (watt), no SI 13.4. (D) 13.5. (C) 14. (EXAME NACIONAL 2010) Os astronautas da missão Apollo 15 implantaram sensores que permitiram medir, num dado local, os valores de condutividade térmica da camada mais superficial da Lua (camada A) e de uma camada mais profunda (camada B). Esses valores encontram-se registados na tabela seguinte. Comparando porções das camadas A e B, de igual área e submetidas à mesma diferença de temperatura, mas, sendo a espessura da camada B dupla da espessura da camada A, é de prever que a taxa temporal de transmissão de energia como calor seja cerca de... (A) 2 vezes superior na camada B. (B) 4 vezes superior na camada B. (C) 8 vezes superior na camada B. (D) 16 vezes superior na camada B. 15. (EXAME NACIONAL 2009) A placa de cobre, maciça e homogénea, de espessura l, representada na figura 3, permite a dissipação de energia de uma fonte quente (placa metálica X), mantida a uma temperatura constante, Τ X , para uma fonte fria (placa metálica Y), mantida a uma temperatura constante, Τ Y. 15.1. Identifique o mecanismo de transferência de energia como calor entre as placas X e Y, através da placa de cobre. 15.2. Identifique a propriedade física que permite distinguir bons e maus condutores de calor. 15.3. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. Se a placa de cobre for substituída por outra, idêntica, mas com metade da espessura, a energia transferida por unidade de tempo, entre as placas X e Y, (A) reduz-se a 1/2. (B) quadruplica. (C) duplica. (D) Reduz-se a 1/4. 15.4. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. A placa X encontra-se a uma temperatura _____ à temperatura da placa Y, sendo o comprimento de onda da radiação mais intensa emitida pela placa X _____ do que o comprimento de onda da radiação mais intensa emitida pela placa Y. (A) superior ... maior (B) inferior ... menor (C) superior ... menor (D) inferior ... maior 15.1. Condução. 15.2. Condutividade térmica. 15.3. duplica. 15.4. (C) Como se dá a propagação do calor do Sol até a Terra se entre esses astros não existe meio material?A irradiação ou radiação é o processo mais importante de propagação de calor, pois é através dele que o calor do Sol chega até a Terra. Sem esse processo não haveria vida na Terra. A irradiação é o processo de transferência de calor através de ondas eletromagnéticas, chamadas ondas de calor ou calor radiante.
Qual o processo de transmissão de calor do Sol até a Terra?O Sol emite energia em forma de radiação eletromagnética, da qual uma parte é interceptada pelo sistema Terra-atmosfera e convertida em outras formas de energia como, por exemplo, calor e energia cinética da circulação atmosférica.
Quais são os meios de propagação do calor?A transferência de calor pode ocorrer de três formas: radiação, condução e convecção.
Por que a luz solar não propaga o calor por condução e por convecção do Sol até a Terra?Como sabemos, entre a Terra e o Sol não existe matéria (chama-se a ausência de matéria de "vácuo"). Logo, o calor do Sol, não chega até a Terra por condução através de algum tipo de material. Nem por convecção, pois este tipo de transporte de calor também exige o transporte de matéria.
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Como se da a propagação do calor do sol até a terra se entre esses astros não existe meio material
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