Propagação do calor: condução, convecção e irradiação

Física, 2ª série: Propagação do calor: condução, convecção e irradiação

1. Pela manhã, em uma cozinha a 20 °C, uma pessoa toca a maçaneta metálica da porta e o tampo de madeira da mesa. A maçaneta parece mais fria que a madeira, embora ambas estejam à mesma temperatura. Isso acontece porque

   1. ao metal está, na verdade, a uma temperatura menor que a madeira
   2. bo metal conduz calor melhor e retira energia da mão mais rapidamente
   3. ca madeira produz calor por ser um material orgânico
   4. do metal transmite frio para a mão, e a madeira não
   5. ea madeira tem condutividade térmica maior que o metal

2. Em uma sala, recomenda-se instalar o aparelho de ar-condicionado na parte alta da parede e o aquecedor perto do chão. A explicação física para essa recomendação é que

   1. ao ar frio é menos denso e sobe, enquanto o ar quente, mais denso, desce até o chão
   2. bo ar frio, mais denso, desce, e o ar quente sobe, em correntes de convecção
   3. co calor se propaga apenas para cima, por irradiação
   4. da condução do calor é mais eficiente perto do teto
   5. eo ar não conduz calor, por isso a posição não faz diferença

3. A energia do Sol chega à Terra atravessando cerca de 150 milhões de quilômetros de espaço praticamente vazio. Esse transporte de energia ocorre por

   1. acondução, pois o espaço é bom condutor de calor
   2. bconvecção, por meio de correntes de gás quente entre o Sol e a Terra
   3. ccondução e convecção, igualmente
   4. dconvecção, pois o vácuo é um fluido
   5. eirradiação, por meio de ondas eletromagnéticas, que não precisam de meio material

4. Uma garrafa térmica tem paredes duplas de vidro espelhado, com vácuo entre elas, e uma tampa bem vedada. O vácuo entre as paredes e o espelhamento servem, respectivamente, para reduzir

   1. aa irradiação; a condução e a convecção
   2. ba condução; a convecção
   3. ca condução e a convecção; a irradiação
   4. da convecção; a condução
   5. ea irradiação; a evaporação

5. Uma janela de vidro tem 1,5 m² de área e 5,0 mm de espessura. A temperatura da face interna é de 20 °C e a da externa, de 30 °C. A condutividade térmica do vidro é 0,80 W/(m · °C). Pela lei de Fourier, Φ = k · A · ΔT / L, o fluxo de calor através do vidro é de

   1. a2,4 W
   2. b240 W
   3. c24 000 W
   4. d2 400 W
   5. e1 200 W

6. A tabela mostra valores aproximados da condutividade térmica de alguns materiais.

   Material	Condutividade térmica (W/(m · °C))
   Cobre	400
   Alumínio	240
   Vidro	0,80
   Tijolo	0,60
   Isopor	0,030

   Para fabricar uma caixa térmica que conserve alimentos gelados pelo maior tempo possível, o material mais adequado, entre os da tabela, é

   1. ao cobre
   2. bo alumínio
   3. co isopor
   4. do vidro
   5. eo tijolo

7. Em uma estufa de plantas, a temperatura interna fica bem mais alta que a externa em dias de sol. Isso ocorre porque a cobertura de vidro ou plástico

   1. adeixa passar a luz visível, mas retém o infravermelho e o ar aquecido
   2. bproduz calor ao ser atravessada pela luz do Sol
   3. cbloqueia toda a luz solar, e as plantas liberam calor no escuro
   4. dconduz o calor de fora para dentro com muita eficiência
   5. econcentra a luz solar em um único ponto, como faz uma lupa sobre o papel

8. Em regiões litorâneas, durante o dia, costuma soprar uma brisa do mar para a terra. Essa brisa se forma porque

   1. ao mar aquece mais rápido que a terra, e o ar quente do mar avança sobre a terra
   2. ba terra aquece mais que o mar, o ar sobre ela sobe e o ar do mar o substitui
   3. ca água do mar evapora e empurra o ar em direção à terra
   4. da rotação da Terra empurra o ar do oceano para o continente
   5. ea terra esfria durante o dia e atrai o ar do mar

9. Em uma noite fria, uma pessoa se cobre com um cobertor de lã e se sente aquecida. O papel do cobertor é

   1. aproduzir calor por atrito com o corpo
   2. btransferir calor próprio para o corpo, pois a lã é quente
   3. creduzir a perda de calor do corpo para o ambiente, por ser isolante térmico
   4. dabsorver o frio do ambiente antes que ele chegue ao corpo
   5. eaumentar a temperatura do quarto por irradiação

10. Uma escola quer construir um aquecedor solar de baixo custo para a água do vestiário, com um painel no telhado e uma caixa-d'água isolada colocada acima do painel.
    a) Explique por que as placas e os canos do painel devem ser pintados de preto e cobertos por uma lâmina de vidro ou plástico transparente.
    b) Explique por que a caixa-d'água deve ficar acima do painel e como a água circula sem bomba.
    c) Explique por que a caixa-d'água deve ser isolada termicamente e cite um material adequado.

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