Exercícios Resolvidos Sobre Formas de Transmissão de Calor
Parte I (Exercícios 1.1 – 1.5)
1. Assinala, com X, a opção correcta:
1.1. Existem três formas de transmissão de calor, nomeadamente:
a) Fricção, Radiação e Condução.
b) Condução, Radiação e Fricção.
c) Fricção, Radiação e Convecção.
c) Condução, Radiação e Convecção. (X)
Explicação
Existem três formas fundamentais de transmissão de calor:
1. Condução: Ocorre principalmente em sólidos.
O calor é transmitido por contacto directo entre partículas.
Exemplo: Uma colher metálica aquece quando colocada numa panela quente.
2. Convecção: Ocorre em líquidos e gases.
O calor é transmitido através do movimento do fluido.
Exemplo: A água a ferver numa panela – a água quente sobe e a fria desce.
3. Radiação: Não precisa de meio material. O calor é transmitido por ondas electromagnéticas.
Exemplo: O calor que recebemos do Sol.
As três formas correctas de transmissão de calor são: Condução, Convecção e Radiação.
1.2. A transmissão de calor por condução:
a) Ocorre entre dois corpos que não estejam em contacto um com o outro.
b) Ocorre com a transmissão de energia através das moléculas (ou átomos) de uma extremidade à outra num corpo. (X)
c) É mais acentuada na madeira do que no alumínio.
d) Nenhuma das opções está correcta.
Explicação
A condução térmica é o processo de transmissão de calor que ocorre:
- Por contacto directo entre partículas;
- Sem transporte de matéria;
- Principalmente em sólidos.
Quando uma extremidade de um corpo é aquecida, as suas partículas vibram mais intensamente e transmitem essa energia às partículas vizinhas, propagando o calor ao longo do material.
Exemplo: Uma barra metálica aquecida numa ponta fica quente na outra ponta após algum tempo.
A condução ocorre por transmissão de energia através das partículas do próprio corpo.
1.3. As correntes de convecção surgem:
a) Nos sólidos devido ao aumento da sua temperatura.
b) Nos líquidos por causa do aumento da sua temperatura e volume.
c) Nos líquidos e gases quando a sua temperatura aumenta. (X)
d) Nos líquidos e gases por causa da sua temperatura e volume.
Explicação
As correntes de convecção ocorrem em fluidos (líquidos e gases).
Quando um fluido é aquecido:
- A sua temperatura aumenta;
- A sua densidade diminui;
- A parte mais quente sobe;
- A parte mais fria desce.
Esse movimento contínuo forma as chamadas correntes de convecção.
Exemplo:
- Água a ferver numa panela.
- Formação de ventos na atmosfera.
As correntes de convecção surgem em líquidos e gases quando a temperatura aumenta.
1.4. Sempre que o calor for transmitido entre dois corpos, na ausência de um meio material para que tal ocorra, estaremos perante uma transmissão de calor por:
a) Conversão
b) Radiação (X)
c) Condução
d) Fricção
Explicação
Quando o calor é transmitido na ausência de meio material, o processo ocorre por radiação térmica.
A radiação:
- Não precisa de contacto físico;
- Não precisa de ar, água ou qualquer substância;
- Propaga-se através de ondas electromagnéticas.
Exemplo clássico: O calor que recebemos do Sol chega até à Terra atravessando o vazio do espaço.
Se não há meio material, a transmissão ocorre por radiação.
1.5. Diz-se que dois corpos estão em equilíbrio térmico no momento em que:
a) Fazem a troca de calor.
b) Um está quente e o outro frio.
c) Ambos estão quentes ou frios.
d) Ambos tiverem a mesma temperatura. (X)
Explicação
Dois corpos estão em equilíbrio térmico quando:
- Possuem a mesma temperatura;
- Não há troca líquida de calor entre eles.
Mesmo que estejam em contacto, se tiverem a mesma temperatura, o fluxo de calor é nulo.
Esse princípio está relacionado com a Lei Zero da Termodinâmica, que afirma:
Se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, então estão em equilíbrio térmico entre si.
O equilíbrio térmico ocorre quando os corpos têm a mesma temperatura.
Veja também: Exercícios Resolvidos Sobre Ondas Electromagnéticas: Parte II (Exer. 1.10 – 1.19)