A respeito dos processos de transmissão de calor considere

 O calor é um tipo de energia que pode ser transferido de um corpo para o outro quando há diferença de temperatura entre eles. A transferência de calor pode ocorrer de três formas: radiação, condução e convecção.

A radiação térmica, também conhecida como irradiação, é uma forma de transferência de calor que ocorre por meio de ondas eletromagnéticas. Como essas ondas podem propagar-se no vácuo, não é necessário que haja contato entre os corpos para haver transferência de calor. Todos os corpos emitem radiações térmicas que são proporcionais à sua temperatura. Quanto maior a temperatura, maior a quantidade de calor que o objeto irradia. Um exemplo desse processo é o que acontece com a Terra, que, mesmo sem estar em contato com o Sol, é aquecida por ele. Outro exemplo pode ser observado na figura a seguir:

O calor também pode ser transferido de um meio para o outro por meio da condução. Para entender melhor esse processo de transferência de calor, imagine a seguinte situação: segurando uma barra de ferro em uma das suas extremidades e colocando a outra ponta sobre uma chama, ela começará a aquecer. Primeiramente, a parte que está sobre o fogo terá sua temperatura elevada, pois a chama está transferindo energia para a barra. As moléculas que a constituem começarão a ficar agitadas e chocar-se-ão com as outras que não estão em contato com o fogo. Essa agitação será transmitida de molécula para molécula até que todo o objeto fique aquecido.

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É assim que ocorre a condução de calor, a energia propaga-se em virtude da agitação molecular. Esse processo é mais eficiente em materiais como os metais, que são bons condutores de calor. Isso também explica o motivo das panelas serem feitas de metal.

Por fim, há a convecção, que é a forma de transferência de calorcomum para os gases e líquidos. O exemplo a seguir descreve como acontece a convecção:

Ao colocar água para ferver, a parte que está próxima ao fogo será a primeira a aquecer. Quando ela aquece, sofre expansão e fica menos densa que a água da superfície, sendo assim, ela desloca-se para ficar por cima, enquanto a parte mais fria e densa move-se para baixo. Esse ciclo repete-se várias vezes e forma uma corrente de convecção, que é ocasionada pela diferença entre as densidades, fazendo com que o calor seja transferido para todo o líquido. Observe a figura:

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

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

Qual é o processo de transmissão de calor?

Quais os 3 processos de transmissão de calor?

É correto afirmar que os processos de transmissão de calor?

Quais os processos de transmissão de calor explique cada um deles?