Transmissão de Calor

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O conhecimento dos conceitos sobre a transmissão de calor é fun-
damental para entender como funcionam muitos equipamentos e 
procedimentos presentes no dia a dia.
Uma estufa de plantas, por exemplo, pode mostrar, em pequena 
escala, como nosso planeta se mantém aquecido.
A Terra recebe, em média, cerca de 1.360 W/m2 de energia solar. 
Essa energia pode ser aproveitada por meio de usinas solares 
térmicas, como a de Ivanpah (foto), localizada no deserto de 
Mojave, estado de Nevada, EUA. Nessa usina, são utilizados 
35 mil espelhos curvos para concentrar a luz solar em três torres, 
onde a energia solar coletada é utilizada para aquecer água e obter 
vapor a aproximadamente 400 °C. Esse vapor aciona turbinas para 
produzir energia elétrica.
Neste capítulo, estudaremos os mecanismos e os processos pelos 
quais a energia térmica se transfere de um corpo para outro.
Capítulo 21 Transmissão de calor 269
21
Capítulo
Transmissão de calor
Enem
C1: H3
C6: H22, H23
Anotações
 Apresentar e caracterizar os processos de transmissão 
de calor.
 Diferenciar os mecanismos de transmissão de calor.
 Identificar o principal processo envolvido na 
transmissão de calor em diferentes situações.
Objetivos do capítulo
 1 Transmissão de calor
Vimos no capítulo 19 que calor é a energia térmica em 
trânsito entre corpos ou sistemas a diferentes temperaturas.
Também vimos que, ao receber ou ceder calor, um cor-
po pode apresentar variação de temperatura ou mudança 
de estado físico.
Entretanto, até agora, não explicamos como a energia 
térmica se transfere de um sistema ou corpo para outro.
O calor pode ser transmitido de um corpo para outro, 
ou de um sistema para outro, por três processos distintos: 
condução, convecção e irradiação.
A transmissão de calor geralmente se dá por dois ou 
até mesmo três processos simultaneamente. Contudo, 
sempre há a predominância de um deles.
Ao final deste capítulo, teremos condições de identi-
ficar o principal processo pelo qual o calor é transmitido 
em diferentes situações cotidianas.
 2 Condução de calor
O que você espera que aconteça ao segurar a extre-
midade de um pedaço reto de arame, que tem a outra 
ponta em contato com a chama de uma vela, como mos-
trado na figura 1. 
Figura 1. 
A temperatura da 
extremidade do arame 
em contato com a 
mão aumenta no 
decorrer do tempo.
Não é preciso realizar esse experimento para concluir 
que a temperatura do arame aumenta gradativamente 
da extremidade em contato com a chama até a extremi-
dade em contato com sua mão e que você corre o risco de 
queimar as pontas dos dedos se não estiver usando uma 
luva protetora.
Você poderia se perguntar como o calor da chama, 
distan te de sua mão, foi transmitido até a luva protetora. 
A resposta é que o calor foi transmitido através do arame, 
mas como isso aconteceu?
O arame é constituído de partículas (átomos) que, 
como sabemos, estão em constante estado de agitação 
térmica. Quanto mais intensa a agitação dessas partículas, 
maior a temperatura do arame.
As partículas da extremidade do arame em contato direto 
com a chama da vela recebem energia térmica e, consequen-
temente, seu estado de agitação térmica aumenta, ou seja, 
sua temperatura se eleva. Como o fluxo de energia é cons-
tante, as partículas da extremidade do arame continuam a 
receber energia, aumentam seu estado de agitação e passam 
a colidir mais intensamente com as partículas vizinhas. Estas, 
por sua vez, também passam a se agitar mais intensamente, 
apresentando um aumento de temperatura.
O processo se repete sucessivamente entre partículas 
vizinhas e, assim, a energia da chama é transmitida ao 
longo do comprimento do arame, transferindo-se de 
uma partícula para outra, resultando em um aumento 
de temperatura de todo o arame.
A figura 2 mostra uma ampliação da extremidade do 
arame em contato com a chama da vela.
Figura 2. 
A energia da chama 
é transmitida de 
uma partícula para 
outra ao longo do 
arame.
No processo de transmissão de calor por condução, a ener-
gia térmica é transmitida diretamente de uma partícula 
(átomo, molécula ou íon) para outra através do material 
que constitui o corpo.
A quantidade de calor transmitida por condução de-
pende das ligações das partículas que formam o corpo.
Alguns sólidos, por exemplo, são formados por átomos 
que têm elétrons livres em sua estrutura, ou seja, elétrons 
cuja ligação com o núcleo do átomo é mais fraca. Esses 
elétrons livres podem transmitir mais facilmente a energia 
por meio de colisões.
Os metais têm muitos elétrons livres e por isso são bons 
condutores de calor (condutores térmicos) e de eletrici-
dade. Dentre os metais, a prata é o melhor condutor de 
calor, seguida do cobre, do alumínio e do ferro.IL
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Já os materiais com poucos elétrons livres ou cujas 
partículas estão relativamente distantes umas das ou-
tras conduzem mal o calor e são denominados isolantes 
térmicos.
Os gases são formados por partículas relativamente 
distantes umas das outras e são, portanto, maus condu-
tores de calor. O ar seco é melhor isolante térmico que o 
ar úmido porque este último contém partículas de água, 
que conduz melhor o calor que os gases componentes 
do ar seco. Além dos gases, também podemos citar como 
exemplos de isolantes térmicos a madeira, o vidro, o iso-
por, os plásticos, o gelo e a lã.
O fluxo de calor corresponde à quantidade de calor 
que atravessa uma seção reta do corpo que o conduz, 
na unidade de tempo.
A propriedade física associada à condução de calor nos 
materiais é a condutividade térmica (ou condutibili-
dade). Seu valor é elevado para os bons condutores de 
calor (condutores térmicos), e baixo para os isolantes 
térmicos.
Observação
Exercícios resolvidos
 1. Por que a serragem (material composto de pó e resíduos 
que se desprendem da madeira serrada) é melhor isolante 
térmico que a madeira compacta da qual foi retirada?
 Solução
O ar, que é um ótimo isolante térmico, fica armazenado 
nos componentes que formam a serragem. Assim, a com-
binação madeira e ar é um isolante térmico melhor que 
apenas madeira.
 2. Um menino está descalço em uma sala com um dos pés 
apoiado em um piso cerâmico e o outro em um piso de 
madeira, ambos a uma mesma temperatura, menor que a 
de seus pés. Apesar de os dois pisos estarem a uma mesma 
temperatura, por que o menino tem a impressão de que o 
piso cerâmico está mais frio que o piso de madeira?
 Solução
Considerando que ambos os pisos estão a uma temperatura 
menor que a dos pés do menino, o calor fluirá dos pés para 
os pisos. O piso cerâmico conduz o calor melhor que o de 
madeira (isolante), por isso o pé em contato com ele perde-
rá mais calor que o pé em contato com o piso de madeira. 
Assim, o piso cerâmico parecerá mais frio que o de madeira.
Se ambos os pisos estivessem a uma temperatura maior 
que a dos pés do menino, o piso cerâmico pareceria mais 
quente que o de madeira.
Observação
Exercícios propostos
 1. Por que, em uma noite fria, temos a impressão de que 
a maçaneta metálica de uma porta está mais fria que a 
 própria porta de madeira?
 2. Em países de inverno rigoroso, é difícil 
manter as casas aquecidas, pois gran-
de quantidade de calor é transferida 
do interior para o exterior da casa 
através das janelas de vidro. Com o 
objetivo de reduzir as perdas de calor 
para o exterior, costuma-se usar jane-
las de vidraças duplas com ar entre 
elas. 
Explique qual é o principal fator que 
favorece a redução nas perdas de ca-
lor para o exterior da casa com o uso 
dessas janelas.
 3. Numa noite de inverno, usamos cobertores para nos pro-
teger do frio. No entanto, antes de nos deitar, mesmo que 
haja vários cobertores sobre a cama, o colchão continua/SLV 
 /SUO 
 /SVE 
 /TUR 
 /UKR 
 /ENU (Use these settings to create Adobe PDF documents suitable for reliable viewing and printing of business documents. Created PDF documents can be opened with Acrobat and Adobe Reader 6.0 and later.)
 >>
>> setdistillerparams
> setpagedevicefrio. Quando nos deitamos, somente depois de algum 
tempo nos aquecemos sob os cobertores. Como isso pode 
ser explicado? 
 4. As panelas geralmente possuem cabos revestidos de ma-
deira ou de baquelite, um tipo de resina sintética estável 
e resistente ao calor. Após o preparo dos alimentos, com 
a panela ainda a uma temperatura elevada, podemos 
segurá-la pelo cabo sem o risco de nos queimar.
Frigideira com cabo de baquelite.
Qual é a propriedade física da madeira ou da baquelite que 
torna apropriado seu uso em cabos de panela?
1. Como a temperatura da mão é maior que a temperatura do metal e da madeira, a mão transmite calor por condução, tanto para o metal quanto para a madeira. Entretanto, 
como o metal é melhor condutor de calor que a madeira, a perda de calor da mão para o metal é maior que a perda de calor para a madeira. Assim, temos a impressão de que 
o metal da maçaneta está mais frio que a madeira da porta.
2. O ar existente entre as vidraças favorece a redução da perda de calor por 
condução do interior da casa (mais quente) para o exterior (mais frio), pois o ar é 
um bom isolante térmico.
4. A madeira e a baquelite são bons isolantes térmicos, ou seja, são maus condutores 
de calor. A propriedade física relacionada ao uso da madeira e da baquelite em cabos 
de panela é a baixa condutividade térmica (ou condutibilidade) desses materiais.
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Este piso é
mais frio!
Piso de madeiraPiso cerâmico
Esquadria de janela 
com vidro duplo.
3. Os cobertores não 
poderiam ser usados 
para aquecer a cama, o 
colchão, ou qualquer outro 
corpo porque não são 
fontes de calor. Porém, 
quando nos deitamos, 
nosso corpo perde calor 
para o colchão e para o ar 
debaixo dos cobertores. 
Assim, a temperatura do 
ar debaixo dos cobertores 
entra em equilíbrio com 
a temperatura do nosso 
corpo. Dessa forma, os 
cobertores dificultam a 
perda de calor para o 
ambiente, dando-nos 
uma sensação térmica 
agradável. 
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Capítulo 21 Transmissão de calor 271
Figura 3. A água dentro da panela 
é aquecida pela chama.
Figura 4. A diferença de 
densidades entre a água 
quente e a água fria dá origem 
às correntes de convecção 
(representadas pelas setas).
Água fria
Água quente
 3 Convecção de calor
Para entender o processo de transmissão de calor por convecção, vamos analisar 
como acontece o aquecimento da água contida em uma panela de alumínio colocada 
sobre a chama de um fogão a gás (fig. 3).
Como podemos explicar o aquecimento da massa de água dentro da panela?
O calor da chama é transmitido através do fundo da panela, de um átomo de 
alumínio para outro, pelo processo de condução.
Inicialmente, a água no fundo da panela começa a se aquecer pelo processo de con-
dução, recebendo a energia diretamente dos átomos de alumínio com os quais está em 
contato. A partir daí, a transmissão de calor por condução é pouco eficiente, visto que, 
nos líquidos, as moléculas estão relativamente afastadas umas das outras.
O que ocorre a seguir é que a água em contato com o fundo da panela, ao se 
aquecer, sofre dilatação térmica e, ao se expandir, torna-se menos densa que o restante 
da água contida na panela. Então, essa porção de água aquecida sobe, cedendo lugar 
para porções mais frias de água, que estavam na parte superior da panela e agora 
descem para o fundo.
Enquanto a chama estiver acesa, porções mais quentes de água continuarão a 
subir e porções mais frias de água continuarão a descer. Essas correntes de água 
quente subindo e de água fria descendo, originadas pela diferença em suas densi-
dades, são chamadas correntes de convecção (fig. 4).
Na convecção, o calor é transmitido juntamente com porções do material aquecido. 
Por esse motivo, a convecção é um processo de transmissão de calor que ocorre exclu-
sivamente nos fluidos (líquidos, gases e vapores), nunca nos sólidos.
Podemos dizer que, em um aquecimento por convecção, deve-se aquecer a massa 
fluida das regiões inferiores, para favorecer a subida do material aquecido (fig. 5). Mas, 
em um resfriamento, deve-se resfriar a massa fluida das regiões superiores, para favo-
recer sua descida (fig. 6).
Figura 6. Nas geladeiras antigas, o congelador 
era sempre posicionado na parte superior para 
favorecer a descida do ar frio. As grades sobre 
as quais são colocados os alimentos permitem 
a livre circulação das correntes de convecção 
do ar no interior da geladeira.
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Figura 5. Os aquecedores portáteis 
geralmente ficam apoiados no chão 
para favorecer a subida do ar quente e, 
consequentemente, a descida do ar frio. 
O resultado é o aquecimento gradativo e 
uniforme do ambiente.
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Física – Nicolau Torres Penteado272
Experimento 1
Neste experimento, você poderá observar o que acontece com a fumaça quan-
do se impede a formação de correntes de convecção. Você precisará do seguinte 
material:
uma garrafa PET transparente de refrigerante de 2 litros com tampa (tire o rótulo 
para favorecer a visualização do experimento);
uma folha de papel;
um lápis ou uma caneta;
uma caixa de fósforos;
uma tesoura;
um copinho descartável com água.
Cuidado ao manusear o tubo de papel com fogo e certifique-se de que ele estará 
apagado ao colocá-lo no lixo.
Observação
Com muito cuidado, use a tesoura para recortar um pequeno orifício, de 1 cm 
de diâmetro, na lateral da garrafa e próximo ao gargalo. A seguir, enrole a folha de 
papel, no sentido do comprimento, em torno do lápis ou da caneta e forme um tubo 
que caiba no orifício feito na lateral da garrafa. Introduza cerca de 5 cm do tubo de 
papel na garrafa, deixando-o na horizontal. Usando o fósforo, e com muito cuidado, 
ateie fogo à ponta do tubo de papel (fig. I).
Observe o comportamento da fumaça no interior da garrafa. Com a água do copinho, 
apague o fogo antes que ele chegue à garrafa. Com base nos conceitos estudados até 
aqui, escreva um texto curto explicando esse comportamento.
Experimento 2
Neste outro experimento, você poderá impressionar seus amigos que ainda não 
estudaram os conceitos de convecção. Você precisará do seguinte material:
um pedaço pequeno de isopor para servir de base;
um alfinete;
um pedaço de papel quadrado, com 5 cm a 6 cm de lado.
Para começar, dobre o papel ao meio duas vezes, nas diagonais (indicadas nos 
tracejados da figura II), para marcar seu centro de gravidade. 
Espete o alfinete na base de isopor e apoie o centro do papel na cabeça do alfinete, 
conforme mostrado na figura III.
Figura II Figura III
A seguir, esfregue as mãos, coloque uma mão em concha por baixo e próxima do 
papel apoiado no alfinete e espere um pouco.
O que acontece com o papel?
Usando seus conhecimentos sobre a convecção térmica, desenhe uma figura para 
explicar o fenômeno observado. Para isso, use setas para indicar o sentido de movi-
mentação do ar abaixo do papel.
Atividade prática
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Capítulo 21 Transmissão de calor 273
 3. Em supermercados e mercearias, os produtos perecíveis 
ficam em freezers horizontais expostos ao ambiente. Ape-
sar disso, esses produtos mantêm-se em baixa tempera-
tura e, assim, conservam-se por mais tempo. Explicar por 
que não ocorre o aquecimento desses produtos.
 Solução
Os produtos perecíveisnão se aquecem porque o ar frio que 
os envolve tem densidade maior que o ar à temperatura 
ambiente (ar quente) e, por esse motivo, o ar frio tende a fi-
car na parte inferior do freezer. Observe o esquema a seguir.
Ar frio
Ar quente
 4. No inverno, sobretudo nas grandes cidades, ocorre um 
fenômeno denominado inversão térmica, que dificulta a 
dispersão dos poluentes atmosféricos. Explicar por que 
ocorre a inversão térmica.
 Solução
Em condições normais, os poluentes atmosféricos, como os 
produzidos pelos veículos automotores e pelas indústrias, 
são dispersados na atmosfera por correntes de convecção. 
O ar poluído, próximo ao solo, está mais quente que o ar 
das camadas atmosféricas superiores e por isso tende a 
subir, sendo substituído pelo ar mais frio, que é mais denso 
e por isso tende a descer. Entretanto, no inverno, é comum 
a ocorrência do fenômeno denominado inversão térmica. 
Nesse caso, o ar poluído, próximo ao solo, fica mais frio que 
o ar das camadas superiores dificultando a convecção, o que 
aumenta consideravelmente a concentração de poluentes 
no ar e provoca sérios problemas respiratórios, sobretudo 
em crianças, idosos e em pessoas que têm alergias e doenças 
pulmonares. A falta de chuvas e de ventos pode agravar o 
problema, pois dificulta ainda mais a dispersão dos poluen-
tes atmosféricos.
Exercícios propostos
 5. Você dispõe de um galão de água, à temperatura ambiente, 
e de uma barra de gelo. Para refrigerar a água, você colocaria 
o galão sobre a barra ou a barra sobre o galão? Justifique.
 6. Os ventos são correntes de convecção do ar atmosférico. Com 
base nessa informação, explique a formação dos ventos. 
 7. Após a limpeza de uma geladeira como a da figura 6, suas 
prateleiras foram revestidas com papel-alumínio. Quais 
são as consequências desse procedimento? 
 8. No interior de uma casa, um aparelho de refrigeração de 
ar deve ser instalado em local mais próximo do chão ou do 
teto? E um aquecedor de ar? Justifique. 
6. Por ser menos 
denso, o ar mais 
quente sobe, 
criando uma 
região de baixa 
pressão que será 
preenchida pelo 
ar proveniente de 
outras regiões. 
Esse movimento 
do ar atmosférico 
é denominado 
vento.
7. As prateleiras cobertas com papel-alumínio impedirão a livre circulação das 
correntes de convecção no interior da geladeira. Assim, a parte superior da geladeira 
ficará mais fria que o esperado, enquanto a parte inferior ficará mais quente.
8. Os aparelhos de refrigeração devem ser instalados em local mais próximo do teto, possibilitando a descida do ar frio e a refrigeração de todo o ambiente. Já os 
aquecedores de ar devem ser instalados em local mais próximo do chão, para permitir a subida do ar quente e o aquecimento de todo o ambiente. Nos dois casos, a 
instalação dos aparelhos nos locais indicados facilitará a formação das correntes de convecção.
 4 Irradiação de calor
Para entender o mecanismo da transmissão de calor por 
irradiação ou radiação, imagine-se sentado próximo a uma 
fogueira em uma noite fria e de frente para ela (fig. 7).
Naturalmente, você sentirá o calor transmitido da 
fogueira até você e perceberá que a parte do seu corpo, 
voltada para a fogueira, se aquece mais que o restante. 
Mas como esse calor chega até você?
A quantidade de calor transmitida por condução é des-
prezível, visto que o ar é um bom isolante térmico. Também 
é desprezível a quantidade de calor recebida por convecção, 
visto que o ar aquecido, por ser menos denso, irá subir.
Podemos afirmar que o calor chegará até você por 
um processo diferente da condução e da convecção. Esse 
processo é denominado irradiação.
Na irradiação, o calor é transmitido por ondas eletromag-
néticas (como as ondas de rádio, raios infravermelhos, luz 
visível, raios ultravioleta, entre outras). 
Quando essas ondas são raios infravermelhos, também 
chamadas de ondas de calor ou calor radiante, utilizamos o 
termo irradiação térmica. 
Figura 7. O calor é transmitido da fogueira para as pessoas por 
irradiação térmica.
De modo geral, qualquer corpo emite radiação ele-
tromagnética, dependendo apenas de sua temperatura. 
Quanto maior a temperatura do corpo, maior a quanti-
dade de calor transmitido por irradiação.
As ondas eletromagnéticas, como a luz e os raios infra-
vermelhos, podem se propagar no vácuo e, por esse motivo, 
ao contrário da condução e da convecção, que só ocorrem 
através de meios materiais, a irradiação também pode ocor-
rer no vácuo.
É por meio da irradiação que o calor do Sol, por exem-
plo, é transmitido à Terra, possibilitando a existência de 
vida em nosso planeta.
As ondas de calor não se propagam com a mesma 
eficiência em todos os meios. O vácuo tem transparên-
cia total para a propagação dos raios infravermelhos; 
os metais e o concreto, por exemplo, são praticamente 
opacos para esse tipo de radiação (absorvem a maior 
parte da radiação incidente) e certos materiais, como o 
vidro, o plástico, o ar e a água, por exemplo, são semi-
transparentes.
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Exercícios resolvidos
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5. A barra de gelo deve ser colocada sobre o galão, pois, dessa maneira, a água na parte superior do galão é resfriada, torna-se mais densa e desce, sendo substituída pela 
água mais quente da parte inferior, que é menos densa e por isso sobe.
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Física – Nicolau Torres Penteado274
Suplemento 
Aplicação tecnológica
O uso de novas fontes de energia, especialmente aque-
las que não poluem, não dependem de construções dispen-
diosas, nem provocam danos ambientais, vem ocorrendo há 
algumas décadas. As razões para utilizá-las são econômicas 
e ambientais. Uma dessas fontes é a energia solar. Os 
aquecedores solares vêm sendo utilizados no aquecimento 
da água de residências (fig. I), piscinas, hotéis, indústrias, 
hospitais, proprie dades rurais, entre outros locais.
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Figura I. Coletor solar e reservatório térmico (boiler) no 
telhado de uma casa.
Um sistema básico de aquecimento de água por energia 
solar é composto de placas coletoras solares e um reser-
vatório térmico (boiler). As placas coletoras absorvem a 
radiação solar que é transmitida para a água que circula 
no interior de tubulações de cobre (fig. II). O reservatório 
térmico, geralmente um cilindro de cobre ou aço inoxidável, 
armazena a água aquecida. Para isso, é isolado termicamen-
te com poliuretano expandido sem CFC (clorofluorcar bo ne-
Aquecimento da água por energia solar
tos) para diminuir as perdas de calor por condução. Dessa 
forma, a água permanece aquecida e pronta para consumo 
a qualquer hora do dia ou da noite. A caixa-d’água (à tem-
peratura ambiente) alimenta o boiler, mantendo-o sempre 
cheio (fig. II).
Boiler
Caixa-
-d’água
Coletores
Figura II. Representação esquemática de um aquecedor 
solar acoplado a uma caixa-d'água. 
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A circulação da água entre os coletores e o reservatório é 
realizada por um mecanismo natural e espontâneo, chamado 
de termossifão. Nesse sistema, a água dos coletores, por estar 
mais quente, é menos densa que a água do reservatório. Então, 
a água fria, mais densa, “empurra” a água quente para o reserva-
tório, provocando a circulação da água no sistema. Em sistemas 
maiores, em que o volume de água é muito grande, como em 
piscinas, a circulação da água é feita por meio de motobombas.
Em um corpo de material semitransparente, uma parte 
dos raios infravermelhos incidentes sofre reflexão, uma 
parte o atravessa e outra parte é absorvida pelo material. 
A parte da radiação que é absorvida pelo corpo provoca 
seu aquecimento (fig. 8).
Calor
absorvido
Calor
transmitido
Calor
refletido
Calor
incidente
Figura 8. A quantidade de calor incidente em um corpo é 
a soma das quantidades de calor refletidas, absorvidas e 
transmitidas.
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Devemos ressaltar, ainda, que as superfícies escuras 
absorvem mais calor radiante que as superfícies claras, e 
as superfícies polidas ou espelhadas refletem mais calor 
radiante que as superfícies foscas.
Você já deve ter ouvido falar no efeito estufa e nas con-
sequências que a sua intensificação pode causar. O efeito 
estufa é necessário para a existência de vida na Terra, mas 
seu aumento descontrolado pode provocar alterações am-
bientais desastrosas. Com seus colegas de grupo, pesquise 
a função do efeito estufa na natureza, os fatores que vêm 
provocando sua intensificação e as consequências desse pro-
cesso. Assistam ao documentário Uma verdade inconveniente 
(EUA, 2006) e discutam as ideias apresentadas.
Escrevam um relatório para apresentar as informações ob-
tidas na pesquisa e suas conclusões e o compartilhem com 
os colegas de turma em um mural de sala, se houver, ou por 
meio de uma rede social.
Trocando ideias
Suplemento 
Capítulo 21 Transmissão de calor 275
Exercícios resolvidos
 5. Uma garrafa térmica é construída de modo a minimizar 
as trocas de calor entre seu conteúdo e o meio externo. 
Suas paredes duplas, entre as quais o ar é muito rarefeito, 
são de vidro espelhado e sua tampa é feita de material 
isolante térmico.
Vácuo
Dupla parede de
vidro espelhado
Tampa de material
isolante térmico
Como esses recursos minimizam as trocas de calor?
 Solução
O material isolante térmico da tampa impede a formação 
de correntes de convecção no ar acima do conteúdo da 
garrafa e também dificulta as trocas de calor com o meio 
externo por condução.
As paredes de vidro, que é um bom isolante térmico, e o ar 
rarefeito entre elas também dificultam as trocas de calor 
por condução.
O espelhamento das paredes de vidro minimiza as trocas 
de calor por irradiação.
 6. As estufas, estruturas com paredes e teto de vidro ou de 
plástico transparente, são muito utilizadas para o cultivo 
de plantas fora da estação.
Plantas cultivadas em uma estufa.
Na maior parte do tempo, o interior da estufa mantém-se 
a uma temperatura maior que a do exterior. Como isso é 
possível?
 Solução
O interior da estufa se mantém a uma temperatura maior 
que a do exterior devido à propagação do calor por irradiação.
S
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M
B
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Como sabemos, todo corpo emite alguma quantidade de 
calor radiante, que depende de sua temperatura. O calor 
que aquece o planeta é irradiado pelo Sol e parte desse 
calor consegue penetrar o interior da estufa e aquecê-la, 
pois o teto e as paredes de vidro ou de plástico são to-
talmente transparentes para algumas radiações. Entre-
tanto, os corpos que estão na estufa reemitem calor na 
forma de raios infravermelhos de baixa frequência, para 
a qual as paredes e o teto da estufa são semitransparen-
tes. Assim, a quantidade de calor perdida pela estufa é 
menor que a quantidade de calor recebida, o que provoca 
o aumento da temperatura em seu interior.
Algo semelhante acontece quando deixamos um carro, 
com as janelas fechadas, estacionado ao sol. Depois de 
algum tempo, o interior do carro estará a uma temperatura 
maior que a do exterior.
Em escala global temos o efeito estufa, um processo 
natural que mantém o planeta em equilíbrio térmico, já 
que a quantidade de calor radiante recebida pela Terra é 
maior que a quantidade de calor radiante reemitida para 
o espaço. 
O aumento na concentração de certos gases — dióxido 
de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e 
clorofluorcarbonetos (CFCs) —, devido à atividade huma-
na, torna a atmosfera do nosso planeta menos transpa-
rente para a radiação reemitida pela Terra, intensificando 
o efeito estufa e contribuindo para o aumento da tempe-
ratura média do planeta.
Exercícios propostos
 9. Profissionais da área da saúde recomendam o uso de 
roupas claras para a prática de exercícios físicos, como 
caminhar ou correr, principalmente no verão. Justifique 
essa recomendação.
 10. Levando em conta os efeitos do calor, responda: 
 a) Por que sentimos frio quando aproximamos nossas 
mãos de um bloco de gelo? 
 b) Por que sentimos calor quando aproximamos nossas 
mãos de um forno ligado?
 11. No Brasil, um país de clima quente, é muito comum a pre-
sença de grandes edifícios envidraçados. A climatização 
desses edifícios exige a utilização de muitos aparelhos de 
ar-condicionado. Por quê? 
 12. Analise as afirmativas a seguir e assinale a alternativa com 
a afirmativa incorreta. 
 a) O calor do Sol chega até nós por irradiação.
 b) Uma moeda bem polida apresenta temperatura maior que 
uma moeda revestida de tinta preta, quando ambas são 
expostas ao sol.
 c) Para uma barra metálica aquecida em uma extremidade, 
a propagação do calor até a extremidade oposta se dá por 
condução.
 d) Os raios infravermelhos incidentes em um corpo semi-
transparente são totalmente absorvidos pelo corpo.
9. O uso de roupas claras favorece a reflexão das ondas de calor (raios infravermelhos), o 
que diminui a quantidade de calor absorvido por irradiação. Já as roupas escuras absorvem 
uma quantidade maior de calor e, assim, apresentam maior aumento de temperatura.
Suplemento 
11. Os edifícios envidraçados apresentam temperaturas internas mais elevadas que os edifícios não envidraçados por causa do efeito estufa. O vidro permite a entrada do 
calor radiante do Sol, mas dificulta a saída do calor reemitido pelos corpos do interior dos edifícios.
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Física – Nicolau Torres Penteado276
Exercícios de revisão
Transmissão de calor por condução
A energia térmica é transmitida diretamente de uma 
partícula para outra (átomo, molécula ou íon).
A condução exige a presença de um meio material e, 
portanto, não ocorre no vácuo.
Bom condutor térmicoBom isolante térmico
GASES LÍQUIDOS SÓLIDOS
Ficha-resumo 1
 1. (Enem) Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio, 
cada uma contendo 330 mL de refrigerante, são manti-
das em um refrigerador pelo mesmo longo período de 
tempo. Ao retirá-las do refrigerador com as mãos des-
protegidas, tem-se a sensação de que a lata está mais 
fria que a garrafa.
É correto afirmar que:
 a) a lata está realmente mais fria, pois a capacidade calorífi-
ca da garrafa é maior que a da lata.
 b) a lata está de fato menos fria que a garrafa, pois o vidro 
possui condutividade menor que a do alumínio.
 c) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, possuem 
a mesma condutividade térmica, e a sensação deve-se à 
diferença nos calores específicos. 
 d) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura e a sensação 
é devida ao fato de a condutividade térmica do alumínio 
ser maior que a do vidro.
 e) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura e a sensação 
é devida ao fato de a condutividade térmica do vidro ser 
maior que a do alumínio.
 2. (OBF) Um estudante caminha descalço em um dia em 
que a temperatura ambiente é de 28 °C. Em um certo 
ponto, o piso de cerâmica muda para um assoalho de 
madeira, estando ambos em equilíbrio térmico. O estu-
dante tem então a sensação de que a cerâmica estava 
mais fria que a madeira. Refletindo um pouco, ele con-
clui corretamente, que:
 a) a sensação de que as temperaturas são diferentes de fato 
representa a realidade física, uma vez que a cerâmica tem 
uma capacidade calorífica menor que a madeira.
 b) a sensação de que as temperaturas são diferentes não 
representa a realidade física, uma vez que a cerâmica tem 
uma capacidade calorífica menor que a madeira.
 c) a sensação de que as temperaturas são diferentes de fato 
representa a realidade física, uma vez que a condutivida-
de térmica da cerâmica é maior que a da madeira.
 d) a sensação de que as temperaturas são diferentes não re-
presenta a realidade física, uma vez que a condutividade 
térmica da cerâmica é maior que a da madeira. 
 3. (PUC-SP) Analise as afirmações referentes à condução tér-
mica.I. Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapida-
mente, pode-se introduzir nele um espeto metálico. 
Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom con-
dutor de calor.
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 II. Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na 
forma de calor) do corpo humano para o ambiente, 
devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser 
um bom isolante térmico.
 III. Devido à condução térmica, uma barra de metal man-
tém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de 
madeira colocada no mesmo ambiente.
Podemos afirmar que:
 a) I, II e III estão corretas.
 b) I, II e III estão erradas.
 c) apenas I está correta.
 d) apenas II está correta.
 e) apenas I e II estão corretas.
 4. (UFSCar-SP) Um grupo de amigos compra barras de gelo 
para um churrasco, num dia de calor. Como as barras che-
gam com algumas horas de antecedência, alguém sugere 
que sejam envolvidas num grosso cobertor para evitar que 
derretam demais. Essa sugestão:
 a) é absurda, porque o cobertor vai aquecer o gelo, derreten-
do-o ainda mais depressa.
 b) é absurda, porque o cobertor facilita a troca de calor entre 
o ambiente e o gelo fazendo com que ele derreta ainda 
mais depressa.
 c) é inócua, pois o cobertor não fornece nem absorve calor 
ao gelo, não alterando a rapidez com que o gelo derrete.
 d) faz sentido, porque o cobertor facilita a troca de calor en-
tre o ambiente e o gelo, retardando o seu derretimento.
 e) faz sentido, porque o cobertor dificulta a troca de calor 
entre o ambiente e o gelo, retardando o seu derretimento. 
 5. (UFSM-RS) “Os habitantes dos cerritos, com o tempo, foram 
aprendendo a plantar e a moldar potes de barro cozido.”
Os índios usavam panelas de barro. Modernamente 
usamos panelas de metais, como alumínio e aço inoxi-
dável, com cabos de madeira ou baquelite. Os metais são 
____________________ de energia na forma de calor, pois 
possuem __________ condutividade térmica. O material do 
cabo possui __________ condutividade térmica.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as la-
cunas.
 a) bons condutores – baixa – baixa 
 b) maus condutores – baixa – alta 
 c) bons condutores – alta – alta
 d) maus condutores – baixa – baixa 
 e) bons condutores – alta – baixa
Transmissão de calor por convecção
O calor é transmitido juntamente com porções do 
material aquecido, pelas correntes de convecção.
As correntes de convecção são originadas pela dife-
rença de densidade entre porções mais quentes e 
porções mais frias do mesmo material.
A convecção ocorre exclusivamente nos fluidos (líqui-
dos, gases e vapores), nunca nos sólidos.
A convecção exige a presença de um meio material e, 
portanto, não ocorre no vácuo.
Ficha-resumo 2
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Capítulo 21 Transmissão de calor 277
Exercícios de revisão
 6. (UEPG-PR) Calor pode ser conceituado como sendo uma 
forma de energia que é transferida de um sistema físico 
para outro sistema físico devido, exclusivamente, à dife-
rença de temperatura existente entre os dois sistemas. 
Sobre o fenômeno da transferência de calor, assinale o que 
for correto.
 (01) A transmissão do calor por convecção, em um meio, 
consiste essencialmente no deslocamento de molécu-
las de diferentes densidades, de uma região para outra 
desse meio. 
 (02) A condução do calor pode ser atribuída à transmissão 
da energia através de colisões entre as moléculas cons-
tituintes de um corpo. Por isso, os sólidos são melhores 
condutores de calor do que os líquidos e do que os gases. 
 (04) Fluxo de calor corresponde à quantidade de calor que 
atravessa uma seção reta do corpo que o conduz, na 
unidade de tempo. 
 (08) O calor, espontaneamente, se propaga do corpo de maior 
temperatura para o corpo de menor temperatura. 
 (16) Quando dois corpos, em contato, estão em equilíbrio 
térmico, pode-se afirmar que o fluxo de calor entre eles 
é constante. 
Dê como resposta a soma dos números que precedem as 
proposições corretas.
 7. (UEA-AM) Os exaustores na foto 
ao lado são dispositivos usados 
para retirar o ar quente do inte-
rior de um ambiente, sem qual-
quer acionamento artificial.
Mesmo assim, as hélices dos 
exaustores giram. Uma explica-
ção correta para o movimento 
das hélices é:
 a) a passagem do ar quente da parte interna para a externa, 
através do exaustor.
 b) a passagem do ar quente da parte externa para a interna, 
através do exaustor.
 c) a passagem do ar frio da parte externa para a interna, 
através do exaustor.
 d) a propagação do calor por condução da parte interna para 
o meio exterior.
 e) a propagação do calor por irradiação do meio exterior para 
a parte interna.
 8. (Enem) Numa área de praia, a brisa marítima é uma conse-
quência da diferença no tempo de aquecimento do solo e 
da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas 
condições de irradiação solar. No local que se aquece mais 
rapidamente (solo), o ar fica mais quente e sobe, deixando 
uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do 
ar da superfície que está mais fria (mar).
Menor pressão
Brisa marítima
Menor temperatura
Maior temperatura
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À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica du-
rante o dia. 
Brisa terrestre
 
Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas 
também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno 
noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte 
maneira: 
 a) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa 
uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de 
ar do continente para o mar.
 b) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a 
água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia.
 c) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; 
forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o 
ar quente do continente. 
 d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de 
alta pressão que atrai massas de ar continental. 
 e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, 
equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre 
o mar.
 9. (Enem) A refrigeração e o congelamento de alimentos são 
responsáveis por uma parte significativa do consumo de 
energia elétrica numa residência típica. 
Para diminuir as perdas térmicas de uma geladeira, podem 
ser tomados alguns cuidados operacionais:
 I. Distribuir os alimentos nas prateleiras deixando espa-
ços vazios entre eles, para que ocorra a circulação do 
ar frio para baixo e do ar quente para cima.
 II. Manter as paredes do congelador com camada bem 
espessa de gelo, para que o aumento da massa de gelo 
aumente a troca de calor no congelador.
 III. Limpar o radiador (“grade” na parte de trás) periodi-
camente, para que a gordura e a poeira que nele se 
depositam não reduzam a transferência de calor para 
o ambiente.
Para uma geladeira tradicional é correto indicar, apenas:
 a) a operação I.
 b) a operação II.
 c) as operações I e II.
 d) as operações I e III.
 e) as operações II e III.
 10. (Mackenzie-SP) Uma das razões que faz a água, próxima 
à superfície livre de alguns lagos, congelar no inverno, em 
regiões de baixas temperaturas, é o fato de que ao ser res-
friada, no intervalo aproximado de 4 °C a 0 °C, ela sofre um 
processo de dilatação. Com isso, seu volume ____________ 
e sua densidade ____________. Desprezando os efeitos da 
irradiação térmica, durante esse resfriamento a água do 
fundo do lago não consegue atingir a superfície livre, pois 
não ocorre mais a ____________ e sua temperatura diminui-
rá, devido ao processo de _______________.
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Física – Nicolau Torres Penteado278
As informações que preenchem corretamente as lacunas,na ordem de leitura são, respectivamente:
 a) aumenta, diminui, convecção térmica e condução térmica.
 b) diminui, aumenta, convecção térmica e condução térmica.
 c) aumenta, diminui, condução térmica e convecção térmica.
 d) diminui, aumenta, condução térmica e convecção térmica.
 e) aumenta, aumenta, condução térmica e convecção térmica.
 11. (Enem) Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu 
uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu 
hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em 
que a faixa sumiu, destacada pela seta.
Disponível em: . 
Acesso em: 12 maio 2010 (adaptado).
A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas 
faixas escuras em sua atmosfera – uma no hemisfério 
norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constan-
temente em movimento, o desaparecimento da faixa no 
planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas 
de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas 
nuvens, gera a imagem que é captada pelos telescópios, no 
espaço ou na Terra.
O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado 
por uma alteração:
 a) na temperatura da superfície do planeta.
 b) no formato da camada gasosa do planeta.
 c) no campo gravitacional gerado pelo planeta.
 d) na composição química das nuvens do planeta.
 e) na densidade das nuvens que compõem o planeta.
Transmissão de calor por irradiação
O calor é transmitido por ondas eletromagnéticas, 
principalmente por raios infravermelhos.
Todos os corpos emitem alguma quantidade de calor 
por irradiação, que depende de sua temperatura. 
Quanto maior a temperatura do corpo, maior a quan-
tidade de calor transmitida por irradiação.
A irradiação não necessita de um meio material, por-
tanto, pode ocorrer no vácuo.
A energia radiante que incide em um corpo pode ser 
absorvida, refletida e transmitida, dependendo das 
características do material que constitui o corpo.
Ficha-resumo 3
 12. (PUC-RS) Uma garrafa térmica é feita de vidro com face 
interna espelhada para:
 a) reduzir as perdas de calor por irradiação.
 b) reduzir as perdas de calor por convecção.
 c) reduzir as perdas de calor por condução.
 d) elevar o ponto de ebulição da água.
 e) impedir a formação de vapor de água.
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 13. (Enem) O uso mais popular de energia solar está associado 
ao fornecimento de água quente para fins domésticos. Na 
figura a seguir, é ilustrado um aquecedor de água consti-
tuído de dois tanques pretos, os quais absorvem energia 
solar, dentro de uma caixa termicamente isolada e com 
cobertura de vidro.
Vidraças duplas
Água fria
Água quente
Tanques
pintados de
preto
Camada refX
Y
letiva
Nesse sistema de aquecimento:
 a) os tanques, por serem de cor preta, são maus absorvedores 
de calor e reduzem as perdas de energia.
 b) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa e reduz 
a perda de energia térmica utilizada para o aquecimento.
 c) a água circula devido à variação de energia luminosa exis-
tente entre os pontos X e Y.
 d) a camada refletiva tem como função armazenar energia 
luminosa.
 e) o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que se 
mantenha constante a temperatura no interior da caixa.
 14. (Enem) O resultado da conversão direta de energia solar 
é uma das várias formas de energia alternativa de que se 
dispõe. O aquecimento solar é obtido por uma placa escura 
coberta por vidro, pela qual passa um tubo contendo água. 
A água circula conforme mostra o esquema a seguir.
Reservatório
de água fria
Radiação
solar Col
et
or
Vidro
Placa escura
Água quente
para o consumo
Reservatório
de água
quente
São feitas as seguintes afirmações quanto aos materiais 
utilizados no aquecedor solar:
 I. O reservatório de água quente deve ser metálico para 
conduzir melhor o calor.
 II. A cobertura de vidro tem como função reter melhor o 
calor, de forma semelhante ao que ocorre em uma estufa.
 III. A placa utilizada é escura para absorver melhor a 
energia radiante do Sol, aquecendo a água com maior 
eficiência.
Dentre as afirmações acima, pode-se dizer que está(ão) 
correta(s) apenas:
 a) I.
 b) I e II.
 c) II.
 d) I e II.
 e) II e III.
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Capítulo 21 Transmissão de calor 279
Exercícios de revisão
 15. (Enem) As cidades industrializadas produzem grandes 
proporções de gases como o CO2, o principal gás causador 
do efeito estufa. Isso ocorre por causa da quantidade de 
combustíveis fósseis queimados, principalmente no trans-
porte, mas também em caldeiras industriais. Além disso, 
nessas cidades concentram-se as maiores áreas com solos 
asfaltados e concretados, o que aumentaa a retenção de 
calor, formando o que se conhece por “ilhas de calor”. Tal 
fenômeno ocorre porque esses materiais absorvem o calor 
e o devolvem para o ar sob a forma de radiação térmica.
Em áreas urbanas, devido à atuação conjunta do efeito 
estufa e das “ilhas de calor”, espera-se que o consumo de 
energia elétrica:
 a) diminua devido à utilização de caldeiras por indústrias 
metalúrgicas.
 b) aumente devido ao bloqueio da luz do sol pelos gases do 
efeito estufa.
 c) diminua devido à não necessidade de aquecer a água uti-
lizada em indústrias.
 d) aumente devido à necessidade de maior refrigeração de 
indústrias e residências.
 e) diminua devido à grande quantidade de radiação térmica 
reutilizada.
 16. (Cefet-MG)
Reservatório
térmico
Coletores
solares
Disponível em: . 
Acesso em: 6 set. 2013.
Na construção dos coletores solares, esquematizado na fi-
gura anterior, um grupo de estudantes afirmou que o tubo:
 I. é metálico;
 II. possui a forma de serpentina;
 III. é pintado de preto;
 IV. recebe água fria em sua extremidade inferior.
E a respeito dos coletores afirmaram que:
 V. a base e as laterais são revestidas de isopor;
 VI. a tampa é de vidro.
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Considerando-se as afirmações feitas pelos estudantes, 
aquelas que favorecem a absorção de radiação térmica 
nesses coletores são apenas:
 a) I e V.
 b) II e III.
 c) II e V.
 d) III e VI.
 e) IV e V.
 17. (Vunesp)
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 [região] perde calor mais rapidamente, 
devido à falta de nuvens e à pouca umidade da atmos-
fera, 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 nos 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
 18. (UFRGS-RS) A seguir, são feitas três afirmações sobre 
processos termodinâmicos envolvendo transferência de 
energia de um corpopara outro.
 I. A irradiação é um processo de transferência de energia 
que não ocorre se os corpos estiverem no vácuo.
 II. A convecção é um processo de transferência de energia 
que ocorre em meios fluidos.
 III. A condução é um processo de transferência de energia 
que não ocorre se os corpos estiverem à mesma tem-
peratura.
Quais estão corretas?
 a) I
 b) II
 c) III
 d) I e II
 e) II e III
Mais questões em Vereda Digital Aprova Enem, em 
Vereda Digital Suplemento de revisão, em AprovaMax 
(no site) e no livro digital.
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