lista termologia (t4)

CURSO PREPARATÓRIO PARA VESTIBULARES

ENTIDADE MANTENEDORA

FUNDAÇÃO INSTITUTO DE EDUCAÇÃO DE BARUERI Av. Andrômeda, 500 - Barueri - Alphaville – SP

CEP 06473-000 Tel. (11) 2078-7811 CNPJ 65.700.239/0001-10

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FÍSICA – CURSINHO PRÉ-VESTIBULAR DA FIEB – LISTA TERMOLOGIA (T4)

Propagação do calor Prof. Gilberto Rocha [email protected]

Questão 01 - (ACAFE SC) A exposição prolongada aos raios ultravioleta (UV) podem causar danos à pele, contudo, com algumas recomendações, a ação desses mesmos raios torna possível a produção de vitamina D, que auxilia na obtenção de cálcio dos alimentos. Nessa situação, assinale a alternativa correta que completa a lacuna da frase a seguir. A recomendação pelos médicos de usar filtros solares está ligada a que os mesmos diminuem a(o) ________ dos raios ultravioletas. a) frequência b) intensidade c) comprimento de onda d) amplitude e) polarização Questão 02 - (UFRN) O calor e suas formas de propagação se manifestam em diversas situações tanto na Natureza quanto nas atividades humanas. Assim, fenômenos aparentemente muito diferentes são semelhantes, quando analisados mais detidamente. Veja-se, por exemplo: A energia do Sol que aquece nosso Planeta e a energia emitida pelo magnetron do forno de micro-ondas, que aquece os alimentos colocados em seu interior, são fenômenos que envolvem propagação de calor. Pode-se afirmar que as formas de propagação de energia entre o Sol e a Terra e entre o magnetron e os alimentos são, respectivamente

a) convecção e condução. b) convecção e convecção. c) condução e radiação. d) radiação e radiação. e) radiação e convecção Questão 03 - (UNIFOR CE) Quando há diferença de temperatura entre dois corpos ou entre as partes de um mesmo corpo, ocorre transferência de calor. É a troca de energia calorífica entre dois sistemas de temperaturas diferentes. Assim, considerando as afirmativas abaixo, assinale a VERDADEIRA:

a) Ao colocar a mão sob uma lâmpada acesa, sem tocá-la, tem-se a sensação de calor. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica. b) Quando um ambiente é resfriado, esse resfriamento é feito pela parte inferior, pois a tendência é o fluido frio descer. c) Em uma cidade litorânea como Fortaleza, durante o dia, a terra se aquece mais que o mar. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica. d) Convecção térmica é o fenômeno responsável por fazer o calor do Sol chegar à Terra. e) Na circulação de ar em geladeira, está presente o fenômeno da condução.

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Questão 04 - (UPE) Sobre os processos de transmissão do calor, analise as proposições a seguir e conclua. 00. O calor sempre se propaga de um corpo com maior temperatura para um corpo de menor temperatura. 01. Na transmissão de calor por condução, a energia térmica se propaga de partícula para partícula, sem que elas sejam transladadas. 02. Na convecção, o calor se propaga por meio do movimento de fluidos de densidades diferentes. 03. A irradiação térmica exige um meio material, para que ocorra a propagação de calor. 04. O poder emissivo do corpo negro é proporcional à quarta potência de sua temperatura absoluta. Questão 05 - (UFV MG) O fluxo de calor H, através de uma placa de seção reta de área A, submetido a uma diferença de temperatura ΔT = T2–T1 entre duas faces opostas, distanciadas de L, e dado por:

𝑯 = 𝒌𝑨𝑻𝟐 − 𝑻𝟏

𝑳

sendo k a condutividade térmica do material que compõe a placa. A tabela ao lado mostra dados de algumas placas de mesma área A que podem ser encontradas no mercado para isolamento térmico de residências. A placa que proporciona o MAIOR isolamento térmico, para uma mesma diferença de temperatura T2 – T1, e a feita de: a) poliuretano. b) madeira. c) cortiça. d) isoor.

Questão 06 - (UFSC) O uso racional das fontes de energia é uma preocupação bastante atual. Uma alternativa para o aquecimento da água em casas ou condomínios é a utilização de aquecedores solares. Um sistema básico de aquecimento de água por energia solar é composto de coletores solares (placas) e reservatório térmico (boiler), como esquematizado na figura abaixo.

Em relação ao sistema ilustrado da figura acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural, por convecção. A água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Assim a água fria “empurra” a água quente gerando a circulação. 02. Os canos e as placas dentro do coletor devem ser pintados de preto para uma maior absorção de calor por irradiação térmica. 04. As placas coletoras são envoltas em vidro transparente que funciona como estufa, permitindo a passagem de praticamente toda a radiação solar. Esta radiação aquece as placas que, por sua vez, aquecem o ar no interior da estufa, formando correntes de convecção, sendo que este ar é impedido de se propagar para o ambiente externo.




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08. Em todo o processo de aquecimento desse sistema, não há transferência de calor por condução. 16. Como a placa coletora está situada abaixo do reservatório térmico, o sistema acima descrito só funcionará se existir uma bomba hidráulica que faça a água circular entre os dois. 32. A condução de calor só ocorre nas placas, pois são metálicas, mas não na água. Questão 07 - (CEFET PR) Nas primeiras lâmpadas de tungstênio fabricadas, era criado vácuo no interior do bulbo, mas isso causava uma lenta sublimação do filamento, levando ao escurecimento do vidro. Atualmente este problema está sanado, sendo injetado um gás inerte sob baixa pressão, normalmente o argônio. Na lâmpada esquematizada, acesa e posicionada horizontalmente, o círculo tracejado indica a região f do filamento. Medidas de temperatura mostram que no ponto A o vidro está mais quente que no ponto D; é válido afirmar que esta diferença entre as temperaturas se deve:

a) à propagação do calor por convecção, desde a região f até o ponto B. b) à propagação do calor por radiação, desde a região f até o ponto A. c) à propagação do calor por condução, desde o ponto B até o ponto A. d) à propagação do calor por radiação, desde o ponto C até o ponto B. e) a um efeito conjunto da propagação do calor por condução, convecção e radiação, desde o ponto C até o ponto B.

Questão 08 - (UNICAMP SP) Nas regiões mais frias do planeta, camadas de gelo podem se formar rapidamente sobre um volume de água a céu aberto. A figura abaixo mostra um tanque cilíndrico de água cuja área da base é A = 2,0 m2, havendo uma camada de gelo de espessura L na superfície da água. O ar em contato com o gelo está a uma temperatura Tar = –10 ºC, enquanto a temperatura da água em contato com o gelo é Tag = 0,0 ºC.

a) O calor é conduzido da água ao ar através do gelo. O fluxo de calor 𝝓𝒄𝒂𝒍, definido como a quantidade de calor conduzido por unidade de tempo, é dado por

𝝓𝒄𝒂𝒍 = 𝒌𝑨𝑻𝒂𝒈−𝑻𝒂𝒓

𝑳,

onde k = 4,0x10–3 cal/(s cm °C) é a condutividade térmica do gelo. Qual é o fluxo de calor 𝝓𝒄𝒂𝒍 quando L=5,0 cm? b) Ao solidificar-se, a água a 0 ºC perde uma quantidade de calor que é proporcional à massa de água transformada em gelo. A constante de proporcionalidade LS é chamada de calor latente de solidificação. Sabendo-se que o calor latente de solidificação e a densidade do gelo valem, respectivamente, LS=80cal/g e 𝝆𝒈 =

𝟎, 𝟗 𝒈/𝒄𝒎𝟑, calcule a quantidade de calor trocado entre a água e o ar para que a espessura do gelo aumente de 5,0 cm para 15 cm.




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Questão 09 - (UESC BA) Uma parede de concreto com 9,0m2 de área e 10,0cm de espessura tem coeficiente de condutibilidade térmica 𝒌 = 𝟐 ∙ 𝟏𝟎−𝟑𝒄𝒂𝒍/𝒔 ∙ 𝒄𝒎 ∙ °𝑪. Sabendo-se que, em um determinado momento, a diferença de temperatura entre suas faces é de 5,0°C, a quantidade de calor que flui, no regime estacionário, através da parede durante 10,0min, em calorias, é: a) 5,4 b) 54 c) 540 d) 5400 e) 54000 Questão 10 - (UEPB) O Brasil é um dos poucos países que ainda utilizam o chuveiro elétrico para aquecimento de água. No momento atual de conscientização sobre a redução do uso da energia, as placas coletoras de energia solar tornam-se uma boa opção para aquecer água. O aquecedor solar (fig. abaixo) é constituído basicamente pelo coletor solar e o reservatório térmico. O coletor solar geralmente é composto por uma caixa metálica fabricada em alumínio a qual possui no seu interior uma placa absorvedora pintada de preto e tubos de cobre, por onde escoa a água a ser aquecida. Na parte frontal do coletor existe uma cobertura transparente de vidro. Todo o sistema é isolado termicamente para evitar perdas de calor para o meio. O sistema possui uma boa vedação para mantê-lo isento da umidade externa. O reservatório térmico é um tanque destinado a armazenar a água quente, proveniente do coletor solar, de modo a atender à demanda diária, mesmo fora dos horários de incidência solar. Pode-se afirmar que, no funcionamento do coletor solar, o aquecimento da água

que passa pela tubulação deve-se sequencialmente aos seguintes processos de transferência de energia por diferença de temperatura:

a)Irradiação, convecção e condução b) Irradiação e condução c) condução e convecção d) Irradiação e convecção e)Irradiação, condução e convecção Questão 11 - (UFPA) Para obter água aquecida, um estudante montou o seguinte sistema, esquematizado na figura I, abaixo: no coletor solar, feito de uma cuba de vidro, com fundo metálico preto-fosco, a água é aquecida pela radiação e, através de um ciclo convectivo usando as mangueiras 1 e 2, é armazenada no reservatório térmico. O estudante realizou dois experimentos: primeiro o coletor foi exposto à ação do sol e depois, nas mesmas condições, apenas à luz de uma lâmpada de 200W. Os resultados da variação de temperaturas do reservatório em função do tempo, nos dois experimentos, estão representados no gráfico da figura II abaixo.




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Com base na interpretação das figuras I e II, é correto afirmar: a) Ao se usar a lâmpada, observa-se que o processo de aquecimento da água foi mais eficiente do que com o uso da radiação solar. b) No intervalo de 10 min a 40 min, observa-se que a radiação solar aqueceu a água a uma taxa 1,5 vezes maior do que a lâmpada. c) O aquecimento da água com o uso da lâmpada é menos eficiente, no entanto, nesse caso, a resposta ao aquecimento é mais rápida. d) Acima de 40°C, o aquecimento com a radiação solar torna-se mais rápido. e) O fundo preto-fosco não serve somente para absorver a radiação incidente, mas, principalmente, para produzir efeito estufa dentro do coletor solar.

Questão 12 - (UEPG PR) O filme O Dia Depois de Amanhã retrata uma catástrofe climática na Terra, ocasionada pelo aquecimento global. Sobre este assunto e do ponto de vista físico, assinale o que for correto. 01. A energia solar chega ao planeta através do fenômeno conhecido como condução térmica. 02. O efeito estufa é um fenômeno que mantém a temperatura média da Terra constante. 04. A retenção de calor pela atmosfera é conhecida como efeito estufa. 08. Quando se alerta sobre os riscos relacionados com o efeito estufa, o que está em foco é sua intensificação e, consequentemente, a alteração climática do planeta. 16. O efeito estufa é imprescindível à manutenção da vida sobre a Terra. 32. O aquecimento global provocará condensação dos vapores de água da atmosfera, o que tornará o planeta, totalmente árido. Questão 13 - (UEPB) Observe as figuras a seguir sobre a formação das brisas marinhas.




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As pessoas que vivem nas proximidades do mar conhecem bem as brisas marinhas, ventos suaves que sopram, durante o dia, do mar para a Terra, à noite, da Terra para o mar. Dentre as alternativas a seguir, indique a que explica corretamente o fenômeno apresentado: a) Exemplo de convecção térmica e ocorre pelo fato de a água ter calor específico maior que a areia, fazendo com que a temperatura da areia se altere mais rapidamente que a da superfície do mar. b) Exemplo de condução térmica e ocorre pelo fato dos ventos serem originados por diferentes temperaturas entre a água e a terra, em virtude da diferença de seus calores específicos. c) Exemplo de radiação térmica e ocorre porque durante o dia, ao receber radiações solares, a terra se aquece mais rapidamente que a água do mar. d) Exemplo de condução térmica e ocorre pelo fato de a água ter calor específico menor que a areia, acarretando a alteração da temperatura da água mais rapidamente do que a da superfície da terra. e) Exemplo de radiação térmica e ocorre pelo fato de a areia e a água serem bons condutores térmicos, levando o calor a dissipar-se rapidamente. Questão 14 - (UEL PR) O cooler, encontrado em computadores e em aparelhos eletroeletrônicos, é responsável pelo resfriamento do microprocessador e de outros componentes. Ele contém um ventilador que faz circular ar entre placas difusoras de calor. No caso de computadores, as placas difusoras ficam em contato direto com o processador, conforme a figura a seguir.

Sobre o processo de resfriamento desse processador, assinale a alternativa correta. a) O calor é transmitido das placas difusoras para o processador e para o ar através do fenômeno de radiação. b) O calor é transmitido do ar para as placas difusoras e das placas para o processador através do fenômeno de convecção. c) O calor é transmitido do processador para as placas difusoras através do fenômeno de condução. d) O frio é transmitido do processador para as placas difusoras e das placas para o ar através do fenômeno de radiação. e) O frio é transmitido das placas difusoras para o ar através do fenômeno de radiação. Questão 15 - (UFSC) Calor é energia em trânsito, devido a uma diferença de temperatura. No momento em que não existe mais esta diferença de temperatura, o calor deixa de existir. O calor não pode ser armazenado ou contido por um corpo. Em uma situação na qual existe uma diferença de temperatura, o calor surge e, dependendo do meio em que isto ocorre, o calor vai apresentar formas distintas de se propagar. Em relação às formas de propagação do calor, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. Na ausência de matéria, o calor se propaga por radiação, ondas eletromagnéticas em que a frequência do calor está na faixa do ultravioleta.




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02. O calor também pode se propagar na faixa da radiação de micro-ondas, a mesma usada nos fornos de micro-ondas para aquecer e cozinhar alimentos. 04. O fluxo de calor através de um sólido depende da sua geometria e do material do qual é composto. 08. O calor se propaga por três processos: na condução a energia é transferida pela interação dos átomos ou moléculas; na convecção a energia é transferida pelo transporte direto de matéria e na radiação a energia é transferida por meio de ondas eletromagnéticas. 16. A garrafa térmica, ou frasco de Dewar, pode ser considerada um recipiente de paredes adiabáticas, pois seu objetivo é evitar qualquer tipo de propagação de calor. 32. O processo de aquecimento de um fluido se dá por convecção, por isso a fonte de calor deve estar preferencialmente localizada na região superior desse fluido.

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