1. (Uel 2013) O cooler, encontrado em computadores e em aparelhos eletroeletrônicos, é responsável pelo resfriamento do microprocessador e de outros componentes. Ele contém um ventilador que faz circular ar entre placas difusoras de calor. No caso de computadores, as placas difusoras ficam em contato direto com o processador, conforme a figura a seguir. Sobre o processo de resfriamento desse processador, assinale a alternativa correta. a) O calor é transmitido das placas difusoras para o processador e para o ar através do fenômeno de radiação. b) O calor é transmitido do ar para as placas difusoras e das placas para o processador através do fenômeno de convecção. c) O calor é transmitido do processador para as placas difusoras através do fenômeno de condução. d) O frio é transmitido do processador para as placas difusoras e das placas para o ar através do fenômeno de radiação. e) O frio é transmitido das placas difusoras para o ar através do fenômeno de radiação. 2. (Unesp 2013) Por que o deserto do Atacama é tão seco? A região situada no norte do Chile, onde se localiza o deserto do Atacama, é seca por natureza. Ela sofre a influência do Anticiclone Subtropical do Pacífico Sul (ASPS) e da cordilheira dos Andes. O ASPS, região de alta pressão na atmosfera, atua como uma tampa, que inibe os mecanismos de levantamento do ar necessários para a formação de nuvens e/ou chuva. Nessa área, há umidade perto da costa, mas não há mecanismo de levantamento. Por isso não chove. A falta de nuvens na região torna mais intensa a incidência de ondas eletromagnéticas vindas do Sol, aquecendo a superfície e elevando a temperatura máxima. De noite, a Terra perde calor mais rapidamente, devido à falta de nuvens e à pouca umidade da atmosfera, o que torna mais baixas as temperaturas mínimas. Essa grande amplitude térmica é uma característica dos desertos. (Ciência Hoje, novembro de 2012. Adaptado.) Baseando-se na leitura do texto e dos seus conhecimentos de processos de condução de calor, é correto afirmar que o ASPS e a escassez de nuvens na região do Atacama. As lacunas são, correta e respectivamente, preenchidas por a) favorece a convecção favorece a irradiação de calor b) favorece a convecção dificulta a irradiação de calor c) dificulta a convecção favorece a irradiação de calor d) permite a propagação de calor por condução intensifica o efeito estufa e) dificulta a convecção dificulta a irradiação de calor 3. (Enem PPL 2012) Em dias com baixas temperaturas, as pessoas utilizam casacos ou blusas de lã com o intuito de minimizar a sensação de frio. Fisicamente, esta sensação ocorre pelo fato de o corpo humano liberar calor, que é a energia transferida de um corpo para outro em virtude da diferença de temperatura entre eles. Página 1 de 10
A utilização de vestimenta de lã diminui a sensação de frio, porque a) possui a propriedade de gerar calor. b) é constituída de material denso, o que não permite a entrada do ar frio. c) diminui a taxa de transferência de calor do corpo humano para o meio externo. d) tem como principal característica a absorção de calor, facilitando o equilíbrio térmico. e) está em contato direto com o corpo humano, facilitando a transferência de calor por condução. 4. (Enem PPL 2012) Chuveiros elétricos possuem uma chave para regulagem da temperatura verão/inverno e para desligar o chuveiro. Além disso, é possível regular a temperatura da água, abrindo ou fechando o registro. Abrindo, diminui-se a temperatura e fechando, aumenta-se. Aumentando-se o fluxo da água há uma redução na sua temperatura, pois a) aumenta-se a área da superfície da água dentro do chuveiro, aumentando a perda de calor por radiação. b) aumenta-se o calor especifico da água, aumentando a dificuldade com que a massa de água se aquece no chuveiro. c) diminui-se a capacidade térmica do conjunto água/chuveiro, diminuindo também a capacidade do conjunto de se aquecer. d) diminui-se o contato entre a corrente elétrica do chuveiro e a água, diminuindo também a sua capacidade de aquecê-la. e) diminui-se o tempo de contato entre a água e a resistência do chuveiro, diminuindo a transferência de calor de uma para a outra. 5. (Enem PPL 2012) Um aquecedor solar consiste essencialmente em uma serpentina de metal, a ser exposta ao sol, por meio da qual flui água a ser aquecida. A parte inferior da serpentina é soldada a uma chapa metálica, que é o coletor solar. A forma da serpentina tem a finalidade de aumentar a área de contato com o coletor e com a própria radiação solar sem aumentar muito o tamanho do aquecedor. O metal, sendo bom condutor, transmite e energia da radiação solar absorvida para as paredes internas e, daí, por condução, para a água. A superfície deve ser recoberta com um material, denominado material seletivo quente, para que absorva o máximo de radiação solar e emita o mínimo de radiação infravermelha. Os quadros relacionam propriedades de alguns metais/ligas metálicas utilizados na confecção de aquecedores solares: Material metálico Condutividade térmica (W/m K) Zinco 116,0 Aço 52,9 cobre 411,0 Material seletivo quente A. Óxido e sulfeto de níquel e zinco aplicados sobre zinco B. Óxido e sulfeto de níquel e zinco sobre ferro galvanizado C. Óxido de cobre em Razão entre a absorbância de radiação solar e a emitância de radiação infravermelha 8,45 7,42 7,72 alumínio anodizado ACIOLI, J. L. Fontes de energia. Brasília: UnB,1994. Adaptado. Os aquecedores solares mais eficientes e, portanto, mais atrativos do ponto de vista econômico, devem ser construídos utilizando como material metálico e material seletivo quente, respectivamente, Página 2 de 10
a) aço e material seletivo quente A. b) aço e material seletivo quente B. c) cobre e material seletivo quente C. d) zinco e material seletivo quente B. e) cobre e material seletivo quente A. 6. (G1 - ifsc 2012) O frasco de Dewar é um recipiente construído com o propósito de conservar a temperatura das substâncias que ali forem colocadas, sejam elas quentes ou frias. O frasco consiste em um recipiente de paredes duplas espelhadas, com vácuo entre elas e de uma tampa feita de material isolante. A garrafa térmica que temos em casa é um frasco de Dewar. O objetivo da garrafa térmica é evitar ao máximo qualquer processo de transmissão de calor entre a substância e o meio externo. É CORRETO afirmar que os processos de transmissão de calor são: a) indução, condução e emissão. b) indução, convecção e irradiação. c) condução, convecção e irradiação. d) condução, emissão e irradiação. e) emissão, convecção e indução. 7. (Ufsm 2011) As plantas e os animais que vivem num ecossistema dependem uns dos outros, do solo, da água e das trocas de energia para sobreviverem. Um processo importante de troca de energia é chamado de calor. Analise, então, as afirmativas: I. Ondas eletromagnéticas na região do infravermelho são chamadas de calor por radiação. II. Ocorre calor por convecção, quando se estabelecem, num fluido, correntes causadas por diferenças de temperatura. III. Calor por condução pode ocorrer em sólidos, líquidos, gases e, também, no vácuo. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e II. e) apenas II e III. 8. (G1 - ifsc 2011) A lei de Fourier, ou lei da condução térmica serve para analisar e quantificar o fluxo de calor através de um sólido. Ele relaciona esse fluxo de calor com o material, com a geometria do corpo em questão e à diferença de temperatura na qual está submetido. Para aumentar o fluxo de calor de um corpo, sem alterar o material e a diferença de temperatura, deve-se... a) manter a área da secção transversal e aumentar a espessura (comprimento) do corpo. b) aumentar a área da secção transversal e a espessura (comprimento) do corpo. c) diminuir a área da secção transversal e a espessura (comprimento) do corpo. Página 3 de 10
d) diminuir a área da secção transversal e aumentar a espessura (comprimento) do corpo. e) aumentar a área da secção transversal e diminuir a espessura (comprimento) do corpo. 9. (Epcar (Afa) 2011) Com base nos processos de transmissão de calor, analise as proposições a seguir. I. A serragem é melhor isolante térmico do que a madeira, da qual foi retirada, porque entre as partículas de madeira da serragem existe ar, que é um isolante térmico melhor que a madeira. II. Se a superfície de um lago estiver congelada, a maior temperatura que a camada de água do fundo poderá atingir é 2 C. III. O interior de uma estufa de plantas é mais quente que o exterior, porque a energia solar que atravessa o vidro na forma de raios infravermelhos é parcialmente absorvida pelas plantas e demais corpos presentes e depois emitida por eles na forma de raios ultravioletas que não atravessam o vidro, aquecendo assim o interior da estufa. IV. Durante o dia, sob as túnicas claras que refletem boa parte da energia do sol, os beduínos no deserto usam roupa de lã, para minimizar as trocas de calor com o ambiente. São verdadeiras apenas as proposições a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) III e IV. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: FIGURA 1 O que é e quais as consequências boas e más do efeito estufa? O efeito estufa é um fenômeno causado por gases (principalmente gás carbônico, clorofluorcarboneto, metano e óxido nitroso) que estão presentes na atmosfera desde a formação da Terra, há cerca de 4 bilhões de anos. São eles os responsáveis por absorver a radiação infravermelha vinda da Terra e permitir que a temperatura na superfície fique na média de 15 C (veja o infográfico acima). Sem esses gases, a vida só seria viável para micróbios em regiões aquecidas por fontes geotermais. Publicada na Revista Nova Escola, edição 224, agosto de 2009. (adaptado) Página 4 de 10
10. (G1 - cftsc 2010) Considerando a Figura 1 como referência, analise as proposições abaixo: I O calor vindo do Sol chega à Terra pelo processo de condução. II O calor que é emitido pela Terra propaga-se pela atmosfera pelos processos de convecção e radiação. III A radiação infravermelha é mais energética que a radiação visível. Considerando as proposições apresentadas, assinale a alternativa correta. a) Apenas as proposições I e II são verdadeiras. b) Apenas a proposição I é verdadeira. c) Apenas a proposição III é verdadeira. d) Apenas as proposições II e III são verdadeiras. e) Apenas a proposição II é verdadeira. 11. (Ufsc 2009) O uso racional das fontes de energia é uma preocupação bastante atual. Uma alternativa para o aquecimento da água em casas ou condomínios é a utilização de aquecedores solares. Um sistema básico de aquecimento de água por energia solar é composto de coletores solares (placas) e reservatório térmico (boiler), como esquematizado na figura a seguir. Em relação ao sistema ilustrado na figura, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) A água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural, por convecção. A água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Assim a água fria "empurra" a água quente gerando a circulação. 02) Os canos e as placas dentro do coletor devem ser pintados de preto para uma maior absorção de calor por irradiação térmica. 04) As placas coletoras são envoltas em vidro transparente que funciona como estufa, permitindo a passagem de praticamente toda a radiação solar. Esta radiação aquece as placas que, por sua vez, aquecem o ar no interior da estufa, formando correntes de convecção, sendo que este ar é impedido de se propagar para o ambiente externo. 08) Em todo o processo de aquecimento desse sistema, não há transferência de calor por condução. 16) Como a placa coletora está situada abaixo do reservatório térmico, o sistema acima descrito só funcionará se existir uma bomba hidráulica que faça a água circular entre os dois. 32) A condução de calor só ocorre nas placas, pois são metálicas, mas não na água. 12. (Ufpa 2008) Um expressivo polo de ferro-gusa tem se implantado ao longo da ferrovia de Carajás, na região sudeste do Pará, o que ensejou um aumento vertiginoso na produção de Página 5 de 10
carvão, produzido normalmente com a utilização de fornos conhecidos como "rabos-quentes", que a foto a seguir ilustra. Além dos problemas ambientais causados por esses fornos, a questão relativa às condições altamente insalubres e desumanas a que os trabalhadores são submetidos é preocupante. A enorme temperatura a que chegam tais fornos propaga uma grande quantidade de calor para os corpos dos trabalhadores que exercem suas atividades no seu entorno. Com base nas informações referidas no texto apresentado, analise as seguintes afirmações: I. O gás carbônico (CO 2 ) emitido pelos fornos é um dos agentes responsáveis pelo aumento do efeito estufa na atmosfera. II. Nas paredes do forno de argila o calor se propaga pelo processo de convecção. III. O calor que atinge o trabalhador se propaga predominantemente através do processo de radiação. IV. O deslocamento das substâncias responsáveis pelo efeito estufa é consequência da propagação do calor por condução. Estão corretas somente a) I e II b) I e III c) II e III d) III e IV e) II e IV Página 6 de 10
Gabarito: Resposta da questão 1: [C] O processador e as placas difusoras estão em contato, portanto a transmissão do calor se dá por condução. Resposta da questão 2: [C] Como o ASPS funciona como tampa, ele dificulta a convecção e a não formação de nuvens facilita a irradiação. Resposta da questão 3: [C] A lã é um isolante térmico dificultando o fluxo de calor do corpo humano para o ambiente. Resposta da questão 4: [E] Aumentando-se o fluxo, aumenta-se a velocidade da água, diminuindo o tempo de contato entre a água e o resistor do chuveiro, havendo menor transferência de calor do resistor para a água, que sai à menor temperatura. Comentário: o objeto instalado no chuveiro para dissipar calor chama-se resistor. Resistência é grandeza física que mede a dificuldade que o resistor oferece à passagem das partículas portadoras de carga, no caso, elétrons. Resposta da questão 5: [E] Da simples análise da tabela, devemos escolher o material de maior condutividade térmica e maior razão entre absorbância e emitância. Resposta da questão 6: [C] A propagação do calor pode ocorrer devido a três processos: Condução: dá-se molécula a molécula. Convecção: dá-se através das correntes convectivas, que são movimentos de massa fluida causadas pela diferença de densidades entre as porções do fluido, devido a diferentes temperaturas. Obviamente, não ocorre nos sólidos. Irradiação: dá-se através de ondas eletromagnéticas. É o único processo que ocorre no vácuo. Resposta da questão 7: [B] I. Incorreta. Ondas eletromagnéticas quando absorvidas transformam-se em energia térmica. II. Correta. Correntes convectivas formam-se em fluidos, quando há diferenças de temperaturas causando movimento de massas por diferenças de densidades. III. Incorreta. A condução dá-se molécula a molécula, não ocorrendo, portanto, no vácuo. Resposta da questão 8: [E] Página 7 de 10
De acordo com a lei de Fourier, o fluxo de calor (ϕ) através de um sólido de comprimento L, de secção transversal A, sendo ΔT a diferença de temperatura entre suas extremidades, é dado pela expressão: Φ = k A T. L Assim, para aumentar o fluxo podemos: aumentar a área da secção transversal, aumentar a diferença de temperatura ou diminuir o comprimento. Resposta da questão 9: [B] I. Correta. O ar é melhor isolante térmico que madeira, portanto a mistura ar-madeira é melhor isolante que a madeira. II. Incorreta. Se temperatura ambiente é maior que 4 C, quando inicia o resfriamento, a temperatura da superfície da água também cai, gerando o processo da convecção: a água que se resfria se torna mais densa, descendo, enquanto que a água do fundo, mais densa, passa a subir. Porém esse processo só ocorre até a temperatura atingir 4 C, pois, a partir daí, a densidade da água começa a diminuir (comportamento anômalo da água), cessando o processo de convecção. Como a água e bom isolante térmico, a temperatura da água no fundo do lago deixa de diminuir, estacionando em 4 C. III. Incorreta. A luz do Sol atravessa o vidro, transformando-se parte em energia térmica (raios infravermelhos) que ao serem emitidos não atravessam o vidro. IV. Correta. A alternativa é autoexplicativa. Resposta da questão 10: [E] Analisando cada uma das proposições: I. Falsa. O calor vindo do Sol chega à Terra pelo processo de radiação, pois é o único que ocorre no vácuo. II. Verdadeira. III. Falsa. De acordo com a equação de Planck, a energia (E) transportada por uma radiação eletromagnética é diretamente proporcional à sua frequência (f): E = h f. A radiação infravermelha (abaixo da vermelha) tem frequência menor que a radiação visível, sendo, portanto, menos energética. Resposta da questão 11: 01+ 02 + 04 = 07 Sempre existe alguma energia trocada diretamente entre os materiais envolvidos, ou seja, por condução. A afirmação (01) que é verdadeira se opõe a afirmação (16). Na água também ocorre condução. Resposta da questão 12: [B] I. Verdadeiro. O CO 2 se acumula nas partes altas da atmosfera impedindo a irradiação de parte do calor para o espaço. II. Falso. O calor gerado pela queima da madeira forma correntes de convecção dentro dos fornos. No entanto, a propagação através das paredes ocorre por condução. III. Verdadeiro. Não há contato dos trabalhadores com as paredes do forno. IV. Falso. Na atmosfera formam-se correntes de convecção que levam o calor às partes altas. Página 8 de 10
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