O conteúdo dessa atividade é sobre calor e suas formas de propagação. Não envolve cálculos.
Para responderem as questões, leiam o texto abaixo ( com atenção) , retirado da apostila de aula. Além disso coloquei na atividade dois vídeos do youtube com explicação simples e rápida. Após acabarem, apenas cliquem em enviar.
Duvidas, podem mandar para o e-mail feo@prof.educacao.sp.gov.br, ou aqui pelo blog.
DATA PARA ENTREGA: até 17/05
FORMAS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR
1 - CONDUÇÃO TÉRMICA
Experimente segurar uma colher ou
algum outro objeto metálico comprido, com a outra extremidade colocada na chama
de um fogão. Depois de algum tempo a temperatura da parte que está em sua mão
ficará tão alta que você não conseguirá mais segurá-la. Isso ocorre devido ao
processo de transmissão de calor denominado condução térmica.
A condução térmica é uma forma de
propagação de calor em que a energia térmica é transmitida de partícula em
partícula mediante as colisões e alterações das agitações térmicas dessas
particulas; ressalta-se que não há transporte de partículas, e sim somente
transmissão de energia térmica. Na condução térmica é necessário um meio
material para a propagação do calor ( condução térmica não ocorre no vácuo
).
2 - CONVECÇÃO TÉRMICA
Nesse processo de transmissão de
calor a energia é transportada de uma região para outra através de transporte
de matéria
A convecção térmica é um fenômeno que ocorre apenas nos fluidos ( líquidos e gases ), e a
movimentação da matéria ocorre devido à diferença de densidade que surge com o
aquecimento ou resfriamento de suas partes. Vale relembrar que quanto mais
densa for uma substância, mais “pesada” ela será, e que o aumento de densidade
dá-se com seu resfriamento ( em outras palavras, quanto mais “frio” estiver o
líquido ou o gás, mais “pesado” ele estará, e quanto mais “quente” ele estiver,
mais “leve” estará ). Assim, se tivermos uma situação onde a parte de cima do
fluido estiver mais frio ( mais pesado ), e a parte de baixo mais quente ( mais
leve ), surgirá as chamadas correntes de convecção, que é a troca de posição
entre o fluido frio e o fluido quente. Em outras palavras, o "frio" desce e o "quente" sobe. Essa troca é chamada convecção térmica (convecção térmica não ocorre no vácuo )
Há vários
exemplos de aplicação da propagação de calor por convecção térmica.
a) Ao aquecermos água num recipiente a porção da água que é
aquecida primeiro é a de baixo, próxima a fonte de calor; assim essa porção vai
ficando mais quente que as porções de cima, portanto mais leve, e as porções de
cima descem. Esse processo é contínuo, e assim pelo que é denominado corrente
de convecção o calor vai se propagando pelo líquido inteiro. Ressalta-se que junto
a convecção, ocorre também a condução térmica
b) Nas geladeiras o congelador é colocado sempre na parte superior;
assim o ar que encontra-se na parte
superior é resfriado, tornando-se mais denso e mais pesado que o ar das partes
inferiores, e desce, formando as correntes de convecção que circulam por toda a
geladeira, mantendo sua temperatura. É importante a utilização de grades nas geladeiras para que essas
correntes de convecção se propaguem pela geladeira inteira.
c) Ao ligar-se um aquecedor num ambiente o ar em sua volta
aquece-se e torna-se menos denso, portanto mais leve. Assim um aquecedor deve
ser ligado na parte de baixo dos ambientes, pois assim ele aquece o ar da parte
de baixo que sobe, formando as correntes de convecção com o ar da parte de
cima, mais frio.
Da mesma maneira um ventilador ou ar condicionado deve ser colocado na parte de cima dos ambientes, pois assim resfria o ar em
sua volta que fica mais denso, portanto mais pesado, e desce, formando as
correntes de convecção com o ar mais quente das partes de baixo, e com o tempo esfriando o ambiente.
d) Nos grandes centros urbanos, a convecção térmica é importante
para dispersar os gases poluentes, pois o ar nas camadas mais baixas possuem
maiores temperaturas, pois o solo emite ondas de calor e os aquecem; assim,
estando mais quente essa camada de ar fica mais “leve”, resultando na convecção
térmica; com essa contínua troca de ar entre as camadas mais baixa e mais alta
; os poluentes que estão próximos a superfície são dispersos.
e) As brisas marítimas:
Durante o dia, a areia fica mais quente que o mar, fazendo que o ar próximo a
areia se aqueça em relação ao ar em contato com a água, e por convecção
térmica, sobe, isso faz com que o ar em contato com o mar, mais frio e pesado,
ocupe seu lugar, resultando na brisa marítima ( brisa do mar para a terra) . Já
durante a noite o ar em contato com o mar fica mais quente em relação ao ar em
contato com a areia, e por convecção térmica, sobre; isso faz com que o ar em
contato com a areia, mais frio e pesado, ocupe seu lugar, resultando na brisa
terrestre (brisa da terra para o mar)
RADIAÇÃO TÉRMICA
Também
chamado de irradiação térmica, é o processo de transmissão de calor via ondas
eletromagnéticas, que são ondas da mesma natureza que as ondas de luz. Nesse
processo o tipo de onda eletromagnética que predomina são os raios infravermelhos.
Na irradiação térmica só há transporte de energia, não há transporte de
matéria, nem há necessidade de suporte material, ou seja, é possível ocorrer no
vácuo. É por irradiação térmica que o calor do fogo se espalha ao ambiente, e o
calor do Sol chega até nós.
Um
exemplo de aplicação da irradiação térmica é a estufa de plantas. Nas estufas o
teto é feito de vidro transparente. a luz solar atravessa o vidro e a energia é
absorvida pelas plantas. Posteriormente esta energia é emitida (irradiada ) na
forma de raios infravermelhos que não atravessam o vidro; assim o interior da
estufa mantem-se aquecida.
A GARRAFA TÉRMICA
Uma das
aplicações dos métodos de propagação do calor é a conhecida garrafa térmica.
Nela, um líquido mantém sua temperatura. Para isso o calor não deve sair da garrafa.
-
a face interna espelhada impede que o calor saia por radiação, pois
espelhos fazem as ondas eletromagnéticas refletirem; assim, as ondas de calor
ao baterem na face espelhada refletem de volta para dentro da garrafa, “prendendo”
o calor dentro da garrafa, diferente do que ocorre num bule de vidro, por exemplo,
onde essas ondas ultrapassam o vidro e escapam.
-
entre a face espelhada e o lado externo é feito uma camada de vácuo; isso é
feito principalmente para evitar a condução térmica do calor. Sem matéria
não há condução térmica, pois não tem como o calor se propagar se não há
matéria; assim, o calor fica confinado dentro da garrafa térmica. Essa camada de
vácuo impede também , em menor escala, a convecção térmica. Repare que a
garrafa térmica não esquenta quando se coloca café quente, diferente de um bule
de vidro.
-
a tampa da garrafa térmica é bem vedada para evitar principalmente a
convecção térmica entre o ar de fora e o de dentro; também a tampa é feita
de um material isolante ( não condutor) para evitar-se a propagação de calor
por condução.
O CALOR E O CORPO
HUMANO
Você já
deve ter sentido calor, frio, tocar em alguns objetos e sentir eles gelados,
outros mais quentes. Porque isso ocorre?
O
corpo humano é um condutor de calor, e sendo assim ele pode ganhar ou perder
calor; o fato dele ganhar calor ( energia térmica ) faz com que sentimos a
sensação que no dia a dia chamamos de calor, o que ocorre no verão. Isso ocorre
porque no verão o corpo humano fica com uma temperatura menor que o ambiente, e
o calor flui do ambiente para o nosso corpo. Já no inverno ocorre o inverso,
nosso corpo perde calor pois a temperatura ambiente é menor que a de nosso corpo,
o que faz o calor fluir de nosso corpo para o ambiente; ai sentimos aquilo que
chamamos de frio. Sentiremos calor então quando nosso corpo ganhar energia
térmica do ambiente, e sentiremos frio quando nosso corpo perder calor para o
ambiente.
Da mesma forma ao tocarmos certos
objetos sentimos uns mais gelados, outros nem tanto ( toque num pedaço de ferro
e num pedaço de madeira) . Isso ocorre porque certo materiais são condutores de
calor (ferro, alumínio, cobre) Se tocarmos nesses materiais, eles “puxarão”
mais energia térmica (calor ) de nossas mãos ( ou de qualquer outra parte do
corpo que estiver tocando neles); assim, por perdermos mais energia (calor ) a
sensação que teremos é que esses corpos estão mais “frios”, “gelados” . Já
outros corpos são mais isolantes térmicos ( madeira, borracha ); ao tocarmos
esses corpos, eles “puxam” pouca energia
térmica (calor ) de nosso corpo, logo, não os sentimos muito “frios” .
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