A variação da incidência de radiação solar sobre a superfície da Terra resulta em uma variação de temperatura ao longo de um dia denominada amplitu...

Question

A variação da incidência de radiação solar sobre a superfície da Terra resulta em uma variação de temperatura ao longo de um dia denominada amplitude térmica. Edificações e pavimentações realizadas nas áreas urbanas contribuem para alterar as amplitudes térmicas dessas regiões, em comparação com regiões que mantêm suas características naturais, com presença de vegetação e água, já que o calor específico do concreto é inferior ao da água. Assim, parte da avaliação do impacto ambiental que a presença de concreto proporciona às áreas urbanas consiste em considerar a substituição da área concretada por um mesmo volume de água e comparar as variações de temperatura devido à absorção da radiação solar nas duas situações (concretada e alagada). Desprezando os efeitos da evaporação e considerando que toda a radiação é absorvida, essa avaliação pode ser realizada com os seguintes dados: Densidade kg/m³, Calor específico J/g °C. Água: 1000, 4,2; Concreto: 2500, 0,8. A razão entre as variações de temperatura nas áreas concretada e alagada é mais próxima de

a) 1,0.
b) 2,1.
c) 2,5.
d) 5,3.
e) 13,1.

Ed · Answer

Para calcular a razão entre as variações de temperatura nas áreas concretada e alagada, podemos utilizar a equação:

Q = m * c * ΔT

Onde Q é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura.

Considerando que o volume de água é igual ao volume de concreto, podemos igualar as massas:

m(concreto) * ρ(concreto) = m(água) * ρ(água)

m(concreto) / m(água) = ρ(água) / ρ(concreto)

m(concreto) / m(água) = 4

Agora podemos calcular a quantidade de calor absorvida por cada material:

Q(concreto) = m(concreto) * c(concreto) * ΔT(concreto)

Q(água) = m(água) * c(água) * ΔT(água)

Dividindo as duas equações, temos:

Q(concreto) / Q(água) = (m(concreto) * c(concreto) * ΔT(concreto)) / (m(água) * c(água) * ΔT(água))

Q(concreto) / Q(água) = (ρ(água) / ρ(concreto)) * (c(concreto) / c(água)) * (ΔT(concreto) / ΔT(água))

Q(concreto) / Q(água) = 10,5 * 0,19 * (ΔT(concreto) / ΔT(água))

Q(concreto) / Q(água) = 1,995 * (ΔT(concreto) / ΔT(água))

A razão entre as variações de temperatura nas áreas concretada e alagada é dada por:

ΔT(concreto) / ΔT(água) = (Q(concreto) / Q(água)) / 1,995

Substituindo os valores, temos:

ΔT(concreto) / ΔT(água) = (2500 * 0,8) / (1000 * 4,2) / 1,995

ΔT(concreto) / ΔT(água) = 0,298

Portanto, a alternativa correta é a letra B) 2,1.

A variação da incidência de radiação solar sobre a superfície da Terra resulta em uma variação de temperatura ao longo de um dia denominada amplitu...

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