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FR EN TE 3 AULAS 13 e 14 Propagação de calor 557 FRENTE 3 AULAS 13 e 14 Propagação de calor Formas de propagação de calor y condução y convecção y irradiação y condução: transporte de energia sem transporte de matéria. Predominante em meios sólidos. – Lei de Fourier: φ φ φ= ⇒ = ⇒ =Q t kA T d kAgradT ∆ ∆ y convecção: transporte de energia com transporte de matéria. Predominante em meios líquidos e gasosos. Associada à mudança de densidade do meio devido à variação de temperatura. y Irradiação: transporte de energia por onda eletromagnética. Ocorre em meios materiais e no vácuo. Exercícios de sala 1 CPS 2020 A imagem mostra o satélite brasileiro CBERS-4 utilizado para monitoramento do nosso território e para desenvolvimento científico. <https://tinyurl.com/yxcamrb3>. Acesso em: 10.10.2019. Original colorido. Como a maioria dos objetos colocados no espaço, o CBERS-4 é completamente envolvido por uma manta térmica protetora (Isolamento de Múltiplas Camadas, sigla em inglês MLI). Esse material tem como função diminuir o fluxo de calor, que pode ser um grande problema para objetos colocados em órbita, uma vez que facilmente eles podem ser submetidos a temperaturas maiores que 100 °C e menores que –100 °C. No CBERS-4, com respeito à absorção de energia térmica proveniente do Sol, o revestimento térmico feito com o MLI tem como função inibir a absorção de energia apenas por __________, tendo em vista que no espaço não existe ou é muito rarefeita a presença de matéria que poderia auxiliar no processo de troca de calor por __________ com a transferência do calor de partícula para partícula ou mesmo por __________, em que porções de matéria aquecida trocam de posição com porções de matéria contendo menos calor. Assinale a alternativa que completa correta e respectivamente as lacunas da frase. A condução – convecção – irradiação B condução – irradiação – convecção c convecção – condução – irradiação D irradiação – condução – convecção E irradiação – convecção – condução MED_2021_L1_FIS_F3.INDD / 25-09-2020 (10:06) / GISELE.BAPTISTA / PROVA FINAL MED_2021_L1_FIS_F3.INDD / 25-09-2020 (10:06) / GISELE.BAPTISTA / PROVA FINAL Física AULAS 13 e 14 Propagação de calor558 2 IFMG 2015 Estudantes de uma escola participaram de uma gincana e uma das tarefas consistia em resfriar garrafas de refrigerante. O grupo vencedor foi o que conseguiu a temperatura mais baixa. Para tal objetivo, as equipes receberam caixas idênticas de isopor sem tampa e iguais quantidades de jornal, gelo em cubos e garrafas de refrigerante. Baseando-se nas formas de transferência de calor, indique a montagem que venceu a tarefa. a jornal gelo b jornal gelo c jornal gelo d gelo jornal e gelo jornal 3 Unesp 2014 O gráfico representa, aproximadamente, como varia a temperatura ambiente no período de um dia, em determinada época do ano, no deserto do Saara. Nessa região a maior parte da superfície do solo é coberta por areia e a umidade relativa do ar é baixíssima. t (h) 60 50 40 30 20 10 0 –10 –20 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 θ (°C) A grande amplitude térmica diária observada no gráfi- co pode, dentre outros fatores, ser explicada pelo fato de que a a água líquida apresenta calor específico menor do que o da areia sólida e, assim, devido à maior presença de areia do que de água na região, a retenção de calor no ambiente torna-se difícil, causando a drástica queda de temperatura na madrugada. b o calor específico da areia é baixo e, por isso, ela esquenta rapidamente quando ganha calor e es- fria rapidamente quando perde. A baixa umidade do ar não retém o calor perdido pela areia quando ela esfria, explicando a queda de temperatura na madrugada. c a falta de água e, consequentemente, de nuvens no ambiente do Saara intensifica o efeito estufa, o que contribui para uma maior retenção de energia térmica na região. d o calor se propaga facilmente na região por condu- ção, uma vez que o ar seco é um excelente condutor de calor. Dessa forma, a energia retida pela areia durante o dia se dissipa pelo ambiente à noite, cau- sando a queda de temperatura. e da grande massa de areia existente na região do Saara apresenta grande mobilidade, cau- sando a dissipação do calor absorvido durante o dia e a drástica queda de temperatura à noite. 4 UFSM 2015 Em 2009, foi construído na Bolívia um hotel com a seguinte peculiaridade: todas as suas paredes são formadas por blocos de sal cristalino. Uma das características físicas desse material é sua condutivi- dade térmica relativamente baixa, igual a 6 W/(m⋅oC). A figura a seguir mostra como a temperatura varia através da parede do prédio. Interior do prédio 20 Exterior do prédio x (cm)2515 60 T (°C) Qual é o valor, em W/m2, do módulo do fluxo de calor por unidade de área que atravessa a parede? a 125 b 800 c 1 200 d 2 400 e 3 000 MED_2021_L1_FIS_F3.INDD / 25-09-2020 (16:18) / PATRICIA.MONTEIRO / PROVA FINAL Frente 3 - Física Aulas 13 e 14 - Propagação de calor