Questões de Propagação de Calor

Considerando a condução térmica nos três estados físicos da matéria, de modo geral, a propagação de calor por condução costuma ser mais eficiente:

1. Anos sólidos, seguidos pelos líquidos e, por último, pelos gases, devido à maior proximidade e interação entre as partículas nos sólidos
2. Bnos gases, seguidos pelos líquidos e, por último, pelos sólidos
3. Cigualmente em todos os estados físicos da matéria
4. Dapenas nos gases, nunca em líquidos ou sólidos
5. Eapenas nos líquidos, nunca em sólidos ou gases

Um cobertor grosso, quando usado para envolver uma pessoa com frio, faz com que ela se sinta mais aquecida. Fisicamente, o cobertor:

1. Anão gera calor; ele apenas reduz a perda de calor do corpo para o ambiente, funcionando como um isolante térmico
2. Bgera calor próprio por meio de reações químicas internas
3. Caquece a pessoa por irradiação intensa
4. Daumenta a temperatura do ambiente ao redor da pessoa
5. Econduz calor do ambiente frio para dentro do próprio cobertor

Telhados pintados de branco ou revestidos com tinta refletiva são cada vez mais usados em regiões de clima quente para manter as casas mais frescas. O princípio físico por trás dessa escolha é que superfícies claras:

1. Arefletem grande parte da radiação solar incidente, absorvendo menos energia térmica do que superfícies escuras
2. Bconduzem o calor para fora da casa mais rapidamente do que superfícies escuras
3. Cimpedem qualquer troca de calor por convecção com o ar externo
4. Dabsorvem mais radiação solar do que telhados escuros
5. Egeram correntes de convecção que resfriam o telhado sozinhas

Um balão de ar quente (balonismo) sobe ao ser aquecido por um queimador em sua base. O princípio físico que explica sua ascensão é o mesmo que rege:

1. Aas correntes de convecção, em que o ar aquecido se torna menos denso e sobe em relação ao ar frio ao redor
2. Ba condução térmica entre sólidos
3. Ca irradiação de ondas eletromagnéticas
4. Da reflexão da luz solar no tecido do balão
5. Ea condensação do vapor de água presente no ar

A figura mostra o corte de uma janela com vidro duplo (dois painéis de vidro separados por uma camada de ar ou gás). Esse tipo de janela é mais eficiente para reduzir a perda de calor de um ambiente aquecido do que uma janela de vidro simples porque:

1. Aa camada de ar (ou gás) entre os vidros tem baixa condutividade térmica, dificultando a condução de calor entre o interior e o exterior
2. Bo vidro duplo impede totalmente a passagem de luz e de calor
3. Ca camada de ar entre os vidros conduz calor mais rápido do que o próprio vidro
4. Ddois painéis de vidro juntos formam um condutor ainda melhor do que um único painel
5. Ea janela dupla serve apenas para impedir a entrada de som, sem efeito térmico

Durante a noite, em regiões litorâneas, o padrão de vento observado durante o dia se inverte, formando a chamada brisa terrestre. Isso ocorre porque, à noite:

1. Aa areia perde calor mais rapidamente do que a água do mar, ficando mais fria; o ar sobre o mar, mais quente, sobe, e o ar mais frio da terra escoa em direção ao mar
2. Ba água do mar esfria muito mais rápido do que a areia, o que inverte o sentido do vento
3. Cnão há formação de brisa à noite, pois o Sol não está presente
4. Do vento passa a soprar do mar para a terra, exatamente como ocorre durante o dia
5. Ea temperatura da areia e da água se tornam idênticas, cessando qualquer corrente de convecção

A figura mostra dois aparelhos instalados em paredes opostas de uma mesma sala: um aparelho de ar-condicionado, instalado próximo ao teto, e um aquecedor elétrico, instalado próximo ao chão. Essa disposição é eficiente para climatizar o ambiente por convecção porque:

1. Ao ar frio do ar-condicionado desce e o ar quente do aquecedor sobe, fazendo com que ambos se espalhem pelo ambiente através das correntes de convecção formadas
2. Ba posição dos aparelhos não influencia a circulação do ar dentro da sala
3. Co ar frio sobe naturalmente e o ar quente desce, sendo essa a posição correta
4. Do ar-condicionado deveria ficar embaixo e o aquecedor em cima, para funcionar melhor
5. Eo calor se propaga apenas por condução dentro da sala, independentemente da posição dos aparelhos

Uma barra de metal e uma barra de madeira, ambas inicialmente à mesma temperatura ambiente, são tocadas por uma pessoa. A barra de metal parece muito mais fria ao toque do que a de madeira, apesar de estarem exatamente na mesma temperatura. Essa sensação térmica diferente se explica porque:

1. Ao metal, por ser bom condutor, retira calor da mão rapidamente, enquanto a madeira, isolante, retira calor lentamente
2. Bo metal está, na realidade, a uma temperatura menor do que a madeira
3. Ca madeira sempre está mais quente do que o ambiente ao seu redor
4. Da sensação térmica não tem qualquer relação com a condutividade térmica dos materiais
5. Eo metal produz frio por meio de uma reação química ao ser tocado

Além da câmara de vácuo entre as paredes, uma garrafa térmica de boa qualidade também possui uma tampa bem ajustada e vedada. Essa tampa é importante para reduzir a perda de calor do líquido interno principalmente porque:

1. Aimpede a saída de vapor quente e a formação de correntes de convecção do ar aquecido para fora da garrafa pela abertura
2. Baumenta a condutividade térmica da garrafa como um todo
3. Cgera calor adicional para compensar as perdas do líquido
4. Dé a única parte da garrafa responsável por bloquear a irradiação
5. Enão tem nenhuma função térmica, servindo apenas para evitar derramamentos

Um corpo negro ideal é definido, em Física, como um objeto que absorve toda a radiação eletromagnética incidente sobre ele, sem refletir nenhuma parcela. Com relação à emissão de radiação térmica, um corpo negro ideal também é:

1. Ao melhor emissor possível de radiação térmica, para uma dada temperatura, entre todos os corpos
2. Bincapaz de emitir qualquer radiação térmica, mesmo estando aquecido
3. Cum péssimo emissor de radiação, embora seja um bom absorvedor
4. Dum corpo que nunca muda de temperatura
5. Enecessariamente um objeto de cor branca

Duas panelas de alumínio, de mesmo diâmetro, mas com espessuras de fundo diferentes (uma com fundo fino e outra com fundo grosso), são colocadas sobre a mesma boca do fogão, com a mesma chama. A panela de fundo mais grosso tende a distribuir o calor de forma mais uniforme sobre toda a base, evitando pontos muito mais quentes do que outros. Essa característica está relacionada, sobretudo, ao fato de que uma camada mais espessa de metal:

1. Apermite que o calor se espalhe lateralmente por condução antes de atingir o alimento, homogeneizando a distribuição de temperatura na base da panela
2. Bimpede totalmente a condução de calor entre o fogo e o alimento
3. Cconduz calor apenas na direção vertical, nunca lateralmente
4. Dtransforma a condução em convecção dentro do próprio metal sólido
5. Ereduz a condutividade térmica do alumínio

Um aquecedor solar simples é construído com uma placa metálica pintada de preto fosco, por onde circula água, coberta por uma placa de vidro transparente, como mostra a figura. A eficiência desse sistema em aquecer a água depende da combinação de dois efeitos: a cor preta da placa e a cobertura de vidro. Esses dois elementos atuam, respectivamente, para:

1. Amaximizar a absorção da radiação solar pela placa metálica e reter, por efeito estufa, a radiação infravermelha reemitida, evitando que ela escape facilmente para o ambiente
2. Brefletir toda a radiação solar incidente e impedir totalmente a entrada de luz no sistema
3. Caumentar a condução de calor da placa para o ar externo e reduzir a absorção de radiação
4. Dimpedir qualquer absorção de calor pela placa metálica, aquecendo apenas o vidro
5. Eresfriar a água por convecção forçada do ar externo