CONTEÚDO
PROGRAMÁTICO
Professor:
Douglas L.
Turma: 2ºC/D/E
Disciplina: FÍSICA
Canal
de resposta das atividades: douglasluiz@professor.educacao.sp.gov.br
Prazo
de envio: de
23/09/20 até 24/09/20
Período de envio: 08/09 a 11/09
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
12
Responder às atividades sobre: Condução
de calor (Condução térmica, convecção térmica e irradiação térmica) – parte 2.
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
Nos
materiais condutores, as cargas elétricas se movimentam com mais liberdade em
função dos elétrons livres presentes na sua camada de valência.
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
Nos
materiais isolantes, também chamados de dielétricos, verifica-se a ausência ou
pouca presença de elétrons livres.
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
materiais semicondutores são aqueles que podem se comportam como um condutor ou
como um isolante mediante as condições físicas.
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.
Esquema do Efeito Estufa
Nome: ___________________________________________ nº.______ data: _______
Profº: Douglas Luiz série:
2º
ATIVIDADE – CONDUÇÃO DE CALOR
– PARTE II
1) Sabe-se que a
temperatura do café se mantém razoavelmente constante no interior de uma
garrafa térmica perfeitamente vedada.
a) Qual o principal fator
responsável por esse bom isolamento térmico?
b) O que acontece com a
temperatura do café se a garrafa térmica for agitada vigorosamente? Explique
sua resposta.
2) (FAPIPAR – PR) Uma carteira escolar é
construída com partes de ferro e partes de madeira. Quando você toca
a parte de madeira com a mão direita e a parte de ferro com a mão
esquerda, embora todo o conjunto esteja em equilíbrio térmico:
a) a mão direita sente
mais frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor o calor;
b) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a convecção na madeira
é mais notada que no ferro;
c) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a convecção no ferro é
mais notada que na madeira;
d) a mão direita sente menos frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor
o calor;
e) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a madeira conduz
melhor o calor.
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