Resolução Comentada – Física Térmica Termometria – Propagação do Calor
Resolução Comentada
Física Térmica
Termometria – Propagação do Calor
01- I. Falsa — se ele for metálico (condutor) ele permite maior transferência de calor para o exterior.
II. Correta — O vidro tem uma grande capacidade de “prender” este calor, pois são transparentes para a luz visível (deixando-as entrar e sair) e opaco para as radiações infravermelhas, que são as ondas de calor, impedindo-as de sair — por isso o interior fica mais quente que o exterior.
III. Correta — cor escura absorve maior quantidade de energia radiante.
R- E
02- I. Correta — é para favorecer as correntes de convecção
II. Falsa — o gelo é isolante térmico e o ar frio deve descer para resfriar toda a geladeira.
III. Correto — quanto mais facilitar a saída de calor, mais frios ficarão os alimentos
R- D
03- De acordo com o enunciado, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera devido às diferenças de temperaturas entre elas — uma possível explicação é a alteração na densidade das nuvens do planeta, pois nuvens menos densas, com maiores temperaturas se posicionam em altitudes maiores — R- E
04- O efeito estufa e as “ilhas de calor” causam o aumento da temperatura local, impondo a necessidade de maior refrigeração, tanto em indústrias cujas máquinas devem operar em certas faixas de temperatura, quanto em residências, a fim de garantir conforto térmico aos seus habitantes — logo, haverá aumento do consumo de energia elétrica — R- D
05- Admitindo que a potência elétrica total consumida seja a mesma para os cinco fornos, e que eficiência seja sinônimo de rendimento, o forno com maior eficiência é aquele capaz de fornecer a maior potência útil às diferentes amostras, isto é, ceder a maior quantidade de energia no menor intervalo de tempo, pois Po (potência)=W (energia)/∆t (intervalo de tempo) — R- C
06-
07- O exercício fornece a temperatura do Sol, cerca de 6 000K — observe na tabela acima que entre as estrelas das classes espectrais fornecidas aquela que tem temperatura em torno de 5 vezes a temperatura do Sol é a da classe espectral BO ( 30 000K está mais próxima de 28 000K) — a luminosidade da classe espectral BO é de 2.104, ou seja, é 20.000 vezes a luminosidade do Sol —
R- A
08- Os incineradores de lixo emitem grande quantidade de gases poluentes que são lançados na atmosfera — para você diminuir a desvantagem do processo de incineração o melhor método seria o fomentar o uso de filtros nas chaminés dos incineradores para diminuir a poluição do ar atmosférico — R- B
09- I. Correta — calor é energia em trânsito entre dois corpos que estão à temperaturas diferentes — essa energia é sempre transferida do corpo de maior para o de menor temperatura.
II. Falsa — calor está definido acima — temperatura é um número que está associado ao nível “grau” de vibração (energia cinética) das partículas que compõe um corpo.
III. Correta — estes dois corpos estarão em equilíbrio térmico sempre que tiverem a mesma temperatura.
R- E
10- Quanto maior o estado, nível, grau de agitação das moléculas maior será a temperatura — veja
a relação entre as principais escalas termométricas na figura — observe que 0oC e 273K correspondem à mesma temperatura e consequentemente o nível de vibração das moléculas é o mesmo — R- B
11- A menor temperatura obtida é o zero absoluto (0 K) que corresponde a -273oC — assim, não é possível obter temperaturas inferiores a 0K ou a – 273oC — como o valor atingido foi de – 321o , este valor só pode estar em graus Fahrenheit — R-C
12- Quando a Celsius marca –70C, a Fahrenheit marca — C/5=(F – 32)/9 — -70/5 = (F – 32)/9 — F=-94oF — quando a Celsius marca 40oC, a Fahrenheit marca — C/5=(F – 32)/9 — 40/5 = (F – 32)/9 — F=104oF — R- A — Observação: Não pode ser a alternativa E porque 0oC não corresponde a 0oF.
13- Relacionando as escalas:
R- A
14- Em Δt=(26-21)=5s houve um aumento de canto de (180 – 120)=60 vezes por minuto — portanto a taxa de aumento é constante e de 60/5=12 vezes por minuto por cada oC — com os grilos cantando 156 vezes por minuto, em relação à situação inicial você terá (156 – 120)=36 vezes de aumento por minuto — regra de três — cada 12 vezes a mais – aumento de 1oC — cada 36 vezes a mais – aumento de xoC — X=3oC — como a temperatura inicial era 21oC e houve um aumento de 3oC, a temperatura final será (21 + 3)=24oC — R- D
15- Fluxo de calor (ou fluxo térmico φ) — através de uma superfície de área S é definido como a quantidade de calor (Q) por unidade de tempo (t) por unidade de área (S) — φcalor=Q/t.s — observe que, nesse caso, como as grandezas são as mesmas o fluxo de calor também será o mesmo — R- D
16- Observe na figura que a corrente ascendente (ar quente sobe) está na costa da América do Sul.
R- A
17- A lâmpada incandescente (luz amarela) gera mais radiação infravermelha (ondas térmicas) — R- D
18- O fluxo de calor entre dois ambientes a diferentes temperaturas é diretamente proporcional à diferença de temperatura entre eles — assim, quanto maior for a diferença de temperatura entre o radiador e o meio ambiente, maior o fluxo de dissipação de calor — R- B
19- R- A — veja teoria abaixo:
Uma das razões que faz a água, próxima à superfície livre de alguns lagos, congelar no inverno, em regiões de baixas temperaturas, é o fato de que ao ser resfriada, no intervalo aproximado de 4 °C a 0 °C, ela sofre um processo de dilatação.
Com isso seu volume aumenta e sua densidade diminui. A água da superfície, mais fria e mais dessa, desce (correntes descendentes) e a água das profundezas, mais quente e menos densa sobe (correntes ascendentes).
Essas correntes de convecção continuam seu movimento até toda água atingir a temperatura de 4oC (densidade máxima) quando cessam, porque toda água agora tem a mesma densidade.
Mas, se a temperatura da superfície continua diminuindo até abaixo de 0oC, a água da superfície se
congela e esse gelo isola por condução o ambiente acima da superfície da água (a menos de 0o C) das águas abaixo da mesma que estão (a 4o C).
Devido a esse fenômeno é possível a vida nas profundezas de lagos e mares, mesmo estando coberta de gelo a sua superfície.
20- R- C — veja teoria abaixo:
Efeito estufa – Ao penetrarem na atmosfera terrestre e atingirem sua superfície, parte dos raios luminosos provenientes do Sol são absorvidos e transformados em calor (cerca de 65%), outros são refletidos para o espaço, mas só parte destes chega a deixar a Terra, pois são refletidos de volta pelos chamados “Gases de Efeito Estufa” (dióxido de carbono, metano, clorofluorcarbonetos- CFCs- e óxidos de azoto), sob forma de raios infravermelhos (ondas de calor). O efeito é benéfico ao planeta Terra, mantendo sua temperatura nas condições que propiciam a vida, pois, sem ele a temperatura na Terra seria da ordem de -20o C.
Entretanto, nos últimos anos, a concentração de dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado cerca de 0,4% anualmente; este aumento se deve à utilização de petróleo, gás e carvão e à destruição das florestas tropicais.
Esse aumento do dióxido de carbono na atmosfera permite a saída das radiações visíveis e impede a saída das radiações infravermelhas (ondas de calor), aquecendo a Terra e trazendo graves consequências para o nível dos oceanos e para o clima.
21- R- C — veja teoria abaixo:
A madeira tem condutividade térmica menor do que a cerâmica — estando à temperatura menor que
os nossos pés, o calor flui mais lentamente para a madeira, causando-nos a sensação térmica de estar menos frio.
Outro exemplo — quando a temperatura ambiente de uma sala está, por exemplo, a 28oC, e você
(temperatura de 36,5oC) coloca uma mão na maçaneta de uma porta e a outra na madeira da mesma, a maçaneta lhe parece mais fria que o metal apesar dos dois estarem a mesma temperatura, porque o metal é melhor condutor de calor, retirando mais calor de seu corpo que a madeira. O contrário ocorreria se você estivesse numa sauna cujo ambiente, por exemplo, está a 42oC, o metal lhe parecerá mais quente pois, agora ele lhe fornece mais calor que a madeira pois é melhor condutor térmico.
22- R-B — veja teoria abaixo:
As brisas litorâneas são também consequência da convecção. Durante o dia, a terra fica mais quente,
o ar que fica próximo dela se aquece e sobe, produzindo uma zona de baixa pressão, “puxando” o ar que está sobre o mar. A noite ocorre o contrário.
23- Haverá trocas de calor entre eles, pois suas temperaturas são diferentes e o vácuo impede as trocas de calor por condução e convecção — assim, a troca de calor entre eles ocorre apenas por radiação, pois é a única que pode ocorrer no vácuo — R- E
24- As radiações solares diretas (radiações de luz visíveis) não são filtradas pelas lonas plásticas transparentes, atravessando-as com facilidade. Isso acontece quando a luz solar nos aquece dentro de casa, mesmo quando as janelas estão fechadas ou quando estamos dentro do carro sob o sol — essa luz solar carrega em si grande quantidade de energia, capaz de ser transmitida para o interior da estufa. Esse processo de condução de calor é conhecido como irradiação — a facilidade que a radiação direta tem em atravessar a superfície das lonas transparentes não se repete para a parcela de energia refletida. A lona tem uma grande capacidade de “prender” este calor (radiações infravermelhas). Por isso o interior fica mais quente que o exterior — R- B
25- Como a temperatura de Ana permaneceu constante (aproximadamente 36,5oC, que é a temperatura média do ser humano) e ela troca (no caso cede calor ao ambiente), a região onde ela cede menos calor ao ambiente é a região onde a temperatura é maior — R- A