Professor: Douglas L.
Turma: 2ª C, D e E
Disciplina: FÍSICA
Canal de resposta das atividades: douglasluiz@professor.educacao.sp.gov.br
Prazo de envio: até 21/08/20
Período de envio: 10/08 à 14/08/2020
Plantão de Dúvidas
2ºC – Quarta-feira das 20h45 às
21h30hs e Quinta-feira das 19h00 às
19h45hs
2ºD – Quarta-feira das 19h45 às
20h30hs e Quinta-feira das 20h45 às
21h30hs
2ºE – Quarta-feira das 19h00 às
19h45hs e Quinta-feira das 22h15 às 22h50hs
Material utilizado: Livro didático de Física, Caderno do
Aluno SP faz escola, Centro de Mídias SP
Tarefa 11
Copiar
e responder às atividades sobre: Condução
de calor (Condução térmica, convecção térmica e irradiação térmica) – parte 1.
Objetivo
Analisar as causas e conseqüências das
mudanças de calor através da condução, convecção e irradiação térmica e suas
propriedades utilizadas no dia-a-dia.
Habilidades
Identificar os processos de troca de calor e
as propriedades térmicas das substâncias, explicando fenômenos atmosféricos ou
climáticos. Identificar e caracterizar os processos de formação de fenômenos
climáticos como chuva, orvalho, geada e neve.
Orientações
1)
Fazer
uma leitura do conteúdo resumido sobre clima e aquecimento e utilizar também as
aulas do CMSP.
2)
Assistir
o seguinte vídeo para melhorar sobre esse novo conceito: Clima e Aquecimento
CONDUÇÃO
DE CALOR: https://www.youtube.com/watch?v=kaSTHvgZF7I
TRANSMISSÃO
DE CALOR: https://www.youtube.com/watch?v=afajSfKnKGM
Observações
1ª) Conteúdo sobre Clima e
Aquecimento, elevação dos oceanos, mudança climática mundial;
2ª) Quando enviar o email das
atividades, mencionarem no campo do email “Assunto” nessa ordem: série e nome.
3ª) Canal de resposta das atividades: douglasluiz@professor.educacao.sp.gov.br
Condução Térmica
A condução térmica, também chamada de
difusão térmica, é um tipo
de propagação de calor que acontece num meio material
decorrente das agitações das moléculas.
Com
o aumento da temperatura de um corpo sólido (seja por aquecimento ou contato
com outro), a energia cinética também aumenta. Isso resulta numa maior agitação
das moléculas.
Ilustração das agitações das
moléculas por meio da condução térmica
Lembre-se que o calor é a troca de energia
que ocorre entre dois corpos. Assim, para se atingir o equilíbrio térmico (mesma
temperatura), o corpo mais quente aquece o corpo mais frio através da
transferência de energia térmica.
Além da condução térmica, existem mais
duas formas de propagação do calor: a convecção térmica (por correntes de
convecção) e a irradiação
térmica (por ondas eletromagnéticas).
Isolantes e Condutores
Térmicos
A condução térmica depende do material
utilizado, visto que alguns conduzem mais energia térmica que outros.
Como o próprio nome indica, um
isolante térmico isola a passagem de calor. Os mais utilizados são: plástico,
borracha, madeira, lã, isopor, dentre outros.
Por sua vez, os condutores térmicos facilitam
a passagem de calor, pois possuem grande condutibilidade térmica. O condutor
térmico mais comum é o metal.
Exemplo
Quando estamos fazendo comida, ao
mexer na panela com uma colher, devemos escolher uma de plástico ou madeira.
Isso porque elas são isolantes térmicos, os quais impedem a passagem de calor.
Por outro lado, uma colher de metal (alumínio, ferro, etc.) não é isolante térmico e conduz o calor rapidamente pelo material
Ilustração do processo de
condução térmica
Sendo assim, com o calor emitido pela
chama do fogão, a colher fica quente logo, o que pode causar queimaduras na
pele.
Isso explica porque a maioria das
panelas são feitas de metais e os cabos de plástico ou madeira. Sendo assim, o
metal possui maior capacidade de conduzir calor e, portanto, aquece rapidamente
a comida.
Condutores e Isolantes
Condutores e isolantes são materiais
elétricos que se comportam de maneiras opostas no que respeita à passagem de
corrente elétrica.
Enquanto os condutores permitem a
movimentação dos elétrons, os isolante dificultam essa movimentação, ou seja, a
passagem da eletricidade.
É o mesmo que dizer que os condutores
conduzem as cargas, ou facilitam, a sua passagem e que os isolantes a isolam.
Isso acontece em decorrência da
estrutura atômica das substâncias, ou melhor, dos elétrons que os materiais
apresentam na sua camada de valência.
A camada de valência é aquela que fica mais distante do núcleo atômico.
Condutores
A ligação dos elétrons livres com o
núcleo atômico é bastante fraca. Assim, esses elétrons têm tendência para serem
doados, movimentam-se e espalham-se facilitando a passagem da eletricidade.
São exemplos de condutores elétricos
os metais em geral, tais como cobre, ferro, ouro e prata.
Tipos de condutores
·
Sólidos - também chamados de condutores
metálicos, caracterizam-se pelo movimento dos elétrons livres e pela forte
tendência de doar elétrons;
·
Líquidos - também chamados de condutores
eletrolíticos, caracterizam-se pelo movimento de cargas positivas (cátions) e
negativas (ânions). Essa movimentação, em sentidos opostos, cria a corrente
elétrica;
·
Gasosos - também chamados de condutores
de terceira classe, caracterizam-se pelo movimento de cátions e ânions. Mas, ao
contrário dos condutores líquidos, a energia é produzida através do choque
entre as cargas e não de forma isolada.
Isolantes
Isso faz com que os elétrons dos
isolantes estejam fortemente ligados ao núcleo, o que inibe a sua movimentação.
São exemplos de isolante elétricos:
borracha, isopor, lã, madeira, plástico e papel, vácuo, vidro.
Semicondutores
Os exemplos mais comuns de
semicondutores são silício e o germânio.
Convecção Térmica
A convecção térmica é uma das formas de propagação do
calor que ocorre nos líquidos e gases.
Ela recebe esse nome pois a
transmissão do calor acontece por meio das correntes de convecção circulares que se
formam por conta da diferente de densidade entre os fluidos. Note que a
densidade muda quando a temperatura varia.
Ilustração das correntes de
convecção
Além dela, o calor pode se propagar
por irradiação térmica (ondas
eletromagnéticas) e condução
térmica (agitação das moléculas).
Lembre-se
que o calor (ou energia calorífica) corresponde a troca de energia que ocorre
entre os corpos.
Para
se atingir o equilíbrio
térmico (mesma temperatura) entre dois corpos, o calor transfere a
energia térmica de um corpo (com maior temperatura) a outro (de menor
temperatura).
Exemplos de Convecção Térmica
Confira abaixo 5 exemplos de convecção térmica que
acontece nos líquidos e gases.
Exemplo 1
Um
exemplo de convecção térmica é quando aquecemos uma panela no fogão. Esse
processo cria as correntes de convecção onde a água que está próxima do fogo
torna-se menos densa e sobe, enquanto a que está fria torna-se mais densa e
desce.
Exemplo 2
Outro
exemplo de convecção térmica nos líquidos acontece nos radiadores dos carros.
Assim, a água quente do motor é menos densa, e por isso, tende a subir para o
radiador, onde esfriará novamente.
Exemplo 3
Da
mesma maneira, a geladeira cria correntes de convecção, onde o ar quente sobe e
o ar frio, desce. São essas correntes que mantém a temperatura interior baixa.
Por isso, o congelador está localizado na parte superior.
Exemplo 4
Podemos
citar também o ar condicionado e os aquecedores. O primeiro é instalado na
parte de cima de um ambiente. Já os aquecedores ficam próximos ao chão. Se o ar
condicionado tem o objetivo de esfriar
o
ambiente, ele deve ser instalado na parte de cima, pois o ar quente sobe,
enquanto o frio desce. Por outro lado, o aquecedor tem a função de aquecer o
ambiente e, portanto, o ar quente que ele lança, sobe, e o ar frio desce.
Exemplo 5
Além
deles, o ar atmosférico pode ser um exemplo da transmissão de calor por
convecção térmica. Nesse caso, as correntes de vento atuam como as correntes de
convecção, de forma que o ar quente fica menos denso e sobe e, o ar frio,
desce.
Irradiação Térmica
A
irradiação (ou radiação) térmica é uma das formas de propagação do calor que
ocorre por meio de ondas eletromagnéticas, chamadas de ondas de calor.
Ilustração das ondas de calor
provocadas pela irradiação térmica
Além
dela, o calor pode ser transmitido por condução térmica (agitação das
moléculas) ou convecção térmica (correntes de convecção).
Importante
destacar que a condução e a convecção são produzidas em meios materiais,
enquanto a irradiação pode ocorrer nos materiais e ainda, no vácuo.
Absorção e Reflexão
Dois conceitos que estão intimamente relacionadas com o de irradiação térmica são a absorção e a reflexão.
As cores claras absorvem menos calor
pois elas têm maior poder de reflexão e baixo de absorção.
Por outro lado, nas mais escuras, a
energia colorífica possui mais poder de absorção em detrimento da reflexão.
Esquema de absorção e reflexão
da luz solar
Isso
explica o porquê de usarmos roupas mais claras num dia quente. Se fosse o
contrário sentiríamos muito mais calor, devido ao maior poder de absorção das
cores mais escuras.
Exemplos de Irradiação Térmica no
Cotidiano
Diversos
exemplos de irradiação térmica são utilizados no nosso cotidiano:
·
Aquecer
numa lareira;
·
Irradiação
das lâmpadas;
·
Aquecimento
dos alimentos no Micro-ondas;
·
Paredes
de uma garrafa térmica.
Esquema sobre a retenção de
calor pela garrafa térmica
Além
disso, o calor do sol é transmitido por meio de irradiação térmica. Sem ele,
seria impossível a vida no planeta.
Irradiação
Térmica e Efeito Estufa
O efeito estufa é
um fenômeno natural que modifica a temperatura terrestre. Isso ocorre devido a grande
irradiação solar que o planeta recebe.
Assim, a Terra é aquecida mas devido
ao excesso de gases poluentes na atmosfera, a reflexão é bloqueada impedindo
que o calor saia.
Dessa maneira, parte da radiação
infravermelha (calor) irradiada é enviada novamente à Terra, o que causa o
aumento do aquecimento global.
Nome: ___________________________________________ nº.______ data: _______
Profº: Douglas Luiz série:
2º
ATIVIDADE – CONDUÇÃO DE
CALOR
1) (UFSCar) Um recipiente cilíndrico de
vidro tem área da base relativamente pequena se comparada com sua altura. Ele
contém água em temperatura ambiente até quase a sua borda e é colocado sobre a
chama de um fogão, como ilustra a figura.
A transmissão
do calor por meio das moléculas da água durante seu aquecimento ocorre apenas
por
a) condução.
b) convecção.
c) irradiação.
d) condução e convecção.
e) convecção e irradiação.
2) (DLO)
Marque a alternativa correta a respeito dos processos de propagação de calor.
a) Os processos de propagação de calor por condução e
convecção ocorrem em todos os tipos de meios.
b) O processo de irradiação de calor ocorre somente no
vácuo.
c) A convecção é o processo de propagação de calor que
proporciona o efeito das brisas marítimas.
d) A condução térmica ocorre somente em líquidos.
e) A irradiação é um processo de transferência de calor que
ocorre por meio de ondas eletromagnéticas pertencentes ao espectro visível.
3) (DLO) Assinale a alternativa em que ocorre exclusivamente condução
de calor:
a) Água quente sendo misturada
com água fria.
b) Papel sendo queimado pela
luz solar, concentrada por uma lupa.
c) Ferro de passar roupa
queimando uma camisa.
d) Vapor de água cozinhando um
vegetal.
4) (UNISA-SP)
Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se
transmite através da parede do fundo da panela para a água que está
em contato com essa parede e daí para o restante da água. Na ordem
desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por:
a) radiação e convecção
b) radiação e condução
c) convecção e radiação
d) condução e convecção
e) condução e radiação
OBSERVAÇÃO: Não se esqueça que é de total importância que envie essas resposta ao meu email: douglasluiz@professor.educacao.sp.gov.br
Nenhum comentário:
Postar um comentário