Como você explica a propagação do calor você atribui o aquecimento da mão?

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• Heitor Guimaraes Cortes
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• Qual o processo de propagação de calor envolvido quando colocamos a mão em uma chapa quente?
• Quando colocamos a mão ao lado e abaixo de uma panela que foi retirada do fogo?
• Como é feita a propagação do calor?
• Quais são as três formas de propagação de calor?

111 pág.

Física

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Heitor Guimaraes Cortes

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cada combustível é importante para o dimensionamento
dos queimadores e, em geral, para o planejamento,
construção e uso dos fogões e outros aquecedores.
7.1 - Consulte a tabela 7.1 e responda:
a) Indique o combustível que libera maior quantidade de
calor por unidade de massa.
b) Compare as quantidades de calor liberadas pela mesma
massa de TNT e gasolina.
c) Qual a relação entre as massas de gasolina e de álcool
para a liberação da mesma quantidade de calor?
d) Pesquise o preço de um quilograma de álcool e de um
quilograma de gasolina. Estabeleça a razão entre custo e
energia liberada para cada um deles. Essas razões são
iguais?
7.2 - É comum percebermos que a água de uma moringa
é mais fresca do que a de uma garrafa de vidro. Explique
por que existe essa diferença.
7-3 - Pode-se cortar um arame exercendo nele movimentos
de "vaivém" repetidas vezes. Explique essa operação por
meio da transformação de energia.
7.4 - Quando alguns veículos descem uma serra longa e
íngreme, é comum sentirmos "cheiro de queimado" . Você
é capaz de explicar esse fato? O que acontece nessa
situação?
Exercícios
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Calor e conforto
O calor do Sol chegando
até nós.
Como o calor se propaga
nas situações cotidianas?
As trocas de calor que
ocorrem numa cozinha.
De toda a energia do Sol que chega à Terra, 30% é refletida nas camadas
superiores da atmosfera.
Os 70% restantes são absorvidos pelo ar, água, solo, vegetação e animais.
Essa energia, que garante a existência de vida na Terra, é trocada entre todos os
elementos e retorna para o espaço como radiação térmica.
O homem utiliza a tecnologia para trocar calor com o meio ambiente de uma
maneira confortável.
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8 Calor e conforto
O CALOR FLUI
ESPONTANEAMENTE DE
UMA FONTE QUENTE PARA
UMA FONTE FRIA.
O CALOR SE PROPAGA NO AR, NA ÁGUA, NO SOLO E NOS
OBJETOS ATRAVÉS DE UM MEIO MATERIAL
Parte dessa energia (30%) é refletida diretamente nas altas
camadas da atmosfera e volta para o espaço.
Cerca de 46,62% dessa energia aquece e evapora a água
dos oceanos e rios; 16,31% aquecem o solo; 7% aquecem
o ar e 0,07% é usada pelas plantas terrestres e marinhas na
fotossíntese.
A luz e o calor do Sol quando chegam até nós já
percorreram 149 milhões de quilômetros atravessando o
espaço vazio, o vácuo, pois a camada atmosférica que
envolve a Terra só alcança cerca de 600 km.
Esse processo de propagação de calor que não necessita
de um meio material é a irradiação.
O Sol irradia energia em todas as direções. De toda a energia
liberada pelo Sol, só 1,4 bilionésimo chega até a Terra.
Geralmente um objeto é aquecido por mais de um processo
ao mesmo tempo. Numa cozinha você encontra várias fontes
de calor e situações de troca interessantes. Faça a próxima
atividade.
O ar em contato com o solo aquecido atinge temperaturas
mais altas do que a das camadas mais distantes da
superfície. Ao aquecer ele se dilata e passa a ocupar um
volume maior; tornando-se menos denso, ele sobe. Em
contato com o ar mais frio, perde calor, se contrai e desce.
O deslocamento do ar quente em ascensão e de descida
do ar frio, as chamadas correntes de convecção, constituem
um outro processo de propagação de calor, a convecção.
Esse processo ocorre no aquecimento de líquidos e gases.
Nos sólidos o calor é conduzido através do material. É
devido à condução de calor através do metal que o cabo
de uma colher esquenta quando mexemos um alimento
ao fogo.
Toda a energia solar
absorvida na Terra acaba
sendo reemitida para o
espaço como radiação
térmica.
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A cozinha: um bom laboratório de Física Térmica
Ao entrar numa cozinha em funcionamento você se depara com algumas fontes de calor e um ambiente aquecido. Relacione essas fontes.
Analise as situações em destaque
1- Quando se aquece água em uma vasilha de alumínio, há formação
de bolhas de ar que sobem, enquanto outras descem. Se você colocar
serragem na água esse fenômeno ficará mais evidente.
- Quais os processos de propagação de calor envolvidos nessa situação?
- Se colocarmos uma pedra de gelo na água fria, poderemos observar
as correntes de convecção?
2- Quando colocamos a mão ao lado e abaixo de uma panela que foi
retirada do fogo, sentimos a mão aquecida.
- A que processo de propagação de calor você atribui o aquecimento
da mão?
3- Como se dá a propagação do calor do forno para o ambiente?
- Compare a temperatura dos armários localizados próximos ao chão
com a dos localizados no alto. A que você atribui essa diferença de
temperatura?
4- Observe uma geladeira.
Será que o congelador tem de estar sempre na parte de cima? Por
quê? E as prateleiras, precisam ser vazadas? Por quê?
5- Quando você coloca uma travessa retirada do forno sobre uma
mesa utilizando uma esteira, qual o processo de troca de calor que
você está evitando?
6- Investigue as diferentes panelas e as travessas que vão ao forno e
para a mesa. Faça uma lista dos diferentes materiais que encontrou.
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Dicas da cozinha:
Na cozinha de sua casa, os fornos atingem temperaturas
de cerca de 400oC. Nas indústrias metalúrgicas a
temperatura dos fornos é muito maior, da ordem de
1500oC, mas os processos de propagação de calor são os
mesmos.
Ao aquecer a água, a serragem deve ter ajudado a
evidenciar as correntes de convecção. A camada inferior
de água é aquecida por condução, pelo alumínio da
panela. A água aquecida se dilata e sobe, sendo que a
água da camada superior, mais fria, se contrai e desce.
Também observamos as correntes de convecção esfriando
a camada superior da água com uma pedra de gelo.
É para facilitar a convecção do ar que as prateleiras das
geladeiras são vazadas. O ar quente sobe, resfria-se em
contato com o congelador, sempre localizado na parte de
cima da geladeira, se contrai e desce, resfriando os
alimentos.
A temperatura mais elevada dos armários superiores da
cozinha são também uma conseqüência da convecção do
ar. O ar quente sobe e permanece em contato com eles.
É para evitar a condução do calor que usamos uma esteira
entre a vasilha aquecida e a mesa, que queremos
preservar.
Você deve ter ficado em dúvida ao colocar a mão ao lado
e abaixo da panela. Quando colocada abaixo da panela, a
mão não poderia ser aquecida por convecção, pois o ar
quente sobe.
Neste caso, a propagação do calor se deu por condução
através do ar ou por irradiação? Afinal, o piso da cozinha
se aquece devido à condução do calor do forno e da chama
do fogão pelo ar ou por irradiação?
Para responder a essas questões vamos procurar mais
informações sobre a condução do calor pelos materiais.
Numa cozinha há uma grande variedade deles, como você
deve ter observado. Esses novos dados vão responder a
outras questões relativas aos materiais utilizados em
cozinhas, indústrias, moradias e roupas.
Exercício:
8.1- Para observar correntes de convecção um aluno
mergulhou um ou dois objetos de alumínio aquecidos (cerca
de 100oC) num balde com água em temperatura ambiente,
em várias posições.
Relacione cada uma das situações ilustradas com a
respectiva corrente de convecção que deve ter sido
observada.
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Transportando
o calor
Utensílios.
Material de Construção.
Roupas.
Isolantes ou Condutores?
Um cobertor de lã é "quente"?
Ele produz calor?
Por que o cabo de panelas
normalmente não é feito de
metal?
Por que sentimos um piso de
ladrilho mais frio do que um de
madeira, apesar de ambos
estarem à temperatura
ambiente?
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9 Transportando o calor
Tabela 9.1
Encontrar o material adequado para um uso específico pode
ser uma tarefa simples, como escolher um piso frio para
uma casa de praia, ou mais complexa, como definir a
matéria-prima das peças de máquinas térmicas.
É importante na escolha de materiais levarmos em conta o
seu comportamento em relação à

Qual o processo de propagação de calor envolvido quando colocamos a mão em uma chapa quente?

Quando colocamos a mão ao lado e abaixo de uma panela que foi retirada do fogo?

Como é feita a propagação do calor?

Quais são as três formas de propagação de calor?