Qual é o nome dado a essa energia térmica transferida entre esses corpos é diga qual é a condição necessária para haver essa transferência?

Para resolver estes exercícios sobre transmissão de energia térmica, são necessários conhecimentos sobre os processos de irradiação, condução e convecção térmica, bem como suas aplicações.

Publicado por: Mariane Mendes Teixeira em Exercícios de Física

Questão 1

(UNISA-SP) Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se transmite através da parede do fundo da panela para a água que está em contato com essa parede e daí para o restante da água. Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por:

a) radiação e convecção

b) radiação e condução

c) convecção e radiação

d) condução e convecção

e) condução e radiação 

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Questão 2

(UNIFENAS) A transmissão de calor por convecção só é possível:

a) no vácuo

b) nos sólidos

c) nos líquidos

d) nos gases

e) nos fluidos em geral.

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Questão 3

Sobre a transmissão de calor por condução, é correto afirmar que:

a) ocorre somente nos sólidos;

b) pode ocorrer no vácuo;

c) caracteriza-se pela transmissão de calor entre partículas em razão da diferença de temperatura;

d) caracteriza-se pelo transporte de matéria entre regiões de um fluído em razão da diferença de densidade.

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Questão 4

Observe as afirmações a seguir:

1. O Sol aquece a Terra por meio do processo de _____________ térmica;

2. As panelas são feitas de metal porque esses materiais têm maior capacidade de transmissão de calor por _______________;

3. Os aparelhos de ar-condicionado devem ficar na parte superior de uma sala para facilitar o processo de __________________.

As palavras que completam as frases acima corretamente de acordo com os princípios físicos dos processos de transmissão de calor são, respectivamente:

a) condução, convecção, irradiação;

b) convecção, irradiação, condução;

c) irradiação, convecção, condução;

d) irradiação, condução, convecção;

e) condução, irradiação, convecção.

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Respostas

Resposta Questão 1

Primeiramente o calor da chama propaga-se através da parede do fundo da panela por condução. O calor é transferido para a parte inferior da água e é transmitido para o restante por meio do processo de convecção térmica.

Portanto, os dois processos que ocorrem durante a transmissão de calor são condução e convecção – Alternativa d.

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Resposta Questão 2

Alternativa E

A transmissão de calor por convecção ocorre nos líquidos e nos gases em razão da diferença de densidade entre as partes internas desses fluidos.  

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Resposta Questão 3

Alternativa c

No processo de transmissão de calor por condução, ocorre uma transferência da agitação térmica de partículas de uma região de maior temperatura para outra de menor temperatura. Isso só é possível em meios materiais.  

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Resposta Questão 4

1. O Sol aquece a Terra por meio do processo de irradiação térmica, o que ocorre por meio de ondas eletromagnéticas que podem propagar-se no vácuo;

2. As panelas são feitas de metal porque esses materiais têm maior capacidade de transmissão de calor por condução, uma vez que eles possuem maior quantidade de cargas livres que podem fazer o transporte de calor entre as partículas que os constituem.

3. Os aparelhos de ar-condicionado devem ficar na parte superior de uma sala para facilitar o processo de convecção.

Portanto, as palavras que completam as afirmações são:

irradiação, condução e convecção – Alternativa d

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Condução, convecção e irradiação são diferentes processos de propagação do calor. A definição de calor é energia térmica em trânsito, ou seja, está em constante movimentação e transferência entre os corpos do universo. No entanto, para que ocorra transferência de calor entre dois corpos é necessário que ambos possuam diferentes temperaturas, pois dessa forma, o calor irá fluir sempre do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.

A condução térmica

Tipo de propagação do calor que consiste na transferência de energia térmica entre as partículas que compõe o sistema. Por exemplo: coloca-se uma das extremidades de uma barra metálica na chama de fogo. Após alguns instantes, percebe-se que a outra extremidade também esquenta, mesmo estando fora da chama de fogo. Esse fato ocorre porque as partículas que formam o material receberam energia e, dessa forma, passaram a se agitar com maior intensidade. Essa agitação se transfere de partícula por partícula e se propaga em toda a barra até alcançar a outra extremidade.

Esse tipo de transferência ocorre com maior ou menor facilidade dependendo da constituição atômica do material, a qual faz com que ele seja classificado condutor ou isolante de calor. Nas substâncias condutoras esse processo de transferência acontece mais rápido como, por exemplo, nos metais. Já nas substâncias isolantes, como na borracha e na lã, esse processo é muito lento.

A convecção térmica

É o tipo de propagação do calor que ocorre nos fluidos em geral em decorrência da diferença de densidade entre as partes que formam o sistema. Por exemplo: na geladeira os alimentos são resfriados dessa forma. Como sabemos, o ar quente é menos denso que o ar frio e é por esse motivo que o congelador fica na parte de cima da geladeira. Dessa maneira, formam-se as correntes de convecção: o ar quente dos alimentos sobe para ser resfriado e o ar frio desce refrigerando os alimentos, mantendo-os sempre bem conservados. Essa também é a explicação do porquê o ar condicionador ser colocado na parte de cima de um ambiente.

A irradiação térmica

A condução e a convecção são formas de propagação de calor que para ocorrer é necessário que haja meio material, contudo, existe uma forma de propagação de calor que não necessita de um meio material (vácuo) para se propagar, esta é a irradiação térmica. Esse tipo de propagação do calor ocorre através dos raios infravermelhos que são chamadas ondas eletromagnéticas. É dessa forma que o Sol aquece a Terra todos os dias, como também é o meio que a garrafa térmica mantém, por longo tempo, o café quentinho em seu interior.

A garrafa térmica é construída de forma que os três processos de propagação de calor sejam reduzidos ao máximo. Entre suas paredes há o vácuo, o qual impede a propagação do calor por condução. Estas são espelhadas tanto internamente quanto externamente, de forma que os raios infravermelhos sejam refletidos e por último temos a tampa. Esta última quando bem fechada evita o processo de propagação por convecção. Construída dessa maneira, a garrafa térmica mantém sempre bem quentinho o café ou o chá.

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