CADERNO DE EXERCÍCIOS 3D

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1 CADERNO DE EXERCÍCIOS 3D Ensino Fundamental Ciências da Natureza Questão Conteúdo Habilidade da Matriz da EJA/FB 1 Materiais Isolantes Térmicos H55, H56 2 Processos de Troca de Calor H55 3 Transformação de Energia Motores à Explosão H60, H61 1

2 1. De modo geral, dois corpos estão em equilíbrio térmico quando ambos compartilham a mesma temperatura. Porém, quando dois ou mais corpos estão em temperaturas diferentes e são colocados em contato, a energia térmica de um corpo é transferida para outro até atingir esse equilíbrio. Essa propagação de calor ou transferência de calor pode efetuar-se por três modos diferentes: condução, convecção e irradiação. a) Suponha a seguinte situação: Duas barras de ferro foram submetidas a temperaturas diferentes, uma a 10ºC e outra a 40ºC, as duas não estão diretamente em contato, porque entre elas foi colocada uma camada de um outro material. Se a camada de material retardar o equilíbrio térmico, o que se pode dizer sobre esse material que envolvia as barras de ferro? b) Por outro lado, se a camada de material colocada entre as barras permitir a troca de calor, como se estivessem diretamente em contato, o que se pode dizer sobre esse material? c) Analise a figura ao lado e responda: De que maneira uma garrafa conserva por um longo tempo a temperatura de líquidos quentes e frios? Justifique sua resposta comentando sua constituição. Disponível em: <dc191.4shared.com>. Acesso em: 06 jan h 38min. 2

3 2. Analise as figuras a seguir e classifique o tipo de transferência de calor que ocorre em cada situação: 3

4 Disponíveis em: < Acesso em: 06 jan h 21min. 3. A maioria dos carros necessitam queimar combustíveis, como a gasolina e o álcool para funcionar. Nesses tipos de motores, uma mistura de combustível e ar é levada para o interior de um cilindro, no qual aciona uma faísca elétrica que provoca a reação de combustão. a) O que ocorre com o calor produzido pela queima do combustível? b) Por que pode-se afirmar que os motores a explosão são considerados máquinas térmicas? 4

5 c) Por que a combustão é considerada uma reação química exotérmica? Justifique. 5

6 Gabarito Comentado 1. H55, H56 a. Se a troca de calor for retardada, pode-se dizer que o material existente entre as duas barras de ferro são bons isolantes de térmico, pois apesar da grande diferença de temperatura, o material conseguiu evitar o equilíbrio térmico entre as barras de ferro, estabelecendo uma barreira à passagem de calor entre elas. b. Se as barras de ferro igualaram rapidamente as temperaturas, pode-se dizer que o material existente entre elas é um bom condutor de calor, pois permitiu a transferência de calor entre elas. Neste caso, o fluxo de calor ocorre a partir da região de maior temperatura para a região de temperatura mais baixa, no sentido de equilibrar as diferenças térmicas. c. No interior da garrafa térmica há uma ampola feita com paredes duplas de vidro, entre as quais se faz um ar rarefeito, semelhante a um vácuo. O vidro é conhecido como um material de baixa condutividade de calor, assim como o ar rarefeito, já que não há moléculas que realizem essa tarefa. A troca de calor por irradiação é evitada espelhando-se as superfícies interna e externa da ampola, dessa forma, as ondas de calor são refletidas e o calor não é dissipado. 6

7 2. H55 Analise as figuras a seguir e classifique o tipo de transferência de calor que ocorre em cada situação: 7

8 Disponíveis em: < Acesso em: 06 jan h 21min. 3. H60, H61 a. O calor produzido na queima dos combustíveis, eleva a temperatura, provocando maior pressão interna do êmbolo (pistão), parte do motor que recebe a expansão dos gases produzidos na combustão e movimenta-se sob essa condição. b. Os motores de combustão interna são considerados máquinas térmicas porque transformam a energia proveniente de uma reação química (combustão) em energia mecânica, os próprios gases de combustão atuam como fluido de trabalho. Ou seja, são esses gases que realizam os processos de compressão, aumento de temperatura e expansão, aumentando a pressão interna da câmara, impulsionando os pistões do motor, de modo a produzir movimento. c. A combustão é considerada uma reação química exotérmica, pois é uma reação cuja energia em forma de calor é transferida para o meio exterior muito mais do que se absorve do meio ambiente. Portanto, os produtos provenientes dessa reação são menos energéticos do que os reagentes. 8

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