FÍSICA

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1ª SÉRIE

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PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR

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AULA 36

• Entender os processos de propagação do calor e identificar propriedades e aplicações.

OBJETIVOS DA AULA

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d06 – Compreender processos de transferência de calor em diferentes contextos e/ou aplicações.

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Qual a relação do uso desses itens com os processos de propagação do calor?

Mas, como o calor, ou a energia, passa de um objeto para outro?

Para ocorrer a troca de calor (energia) entre dois corpos, é necessário existir diferença de temperatura entre eles. Assim, o calor se transfere do corpo mais quente para o mais frio até que ambos alcancem o equilíbrio térmico

Veremos nesta aula que essa troca de calor pode ocorrer de três maneiras: convecção, condução e radiação (ou irradiação) térmica. Acompanhe os próximos slides e fique atento(a) às explicações do(a) professor(a)!

PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR

PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR

1. CONVECÇÃO

Processo pelo qual há movimentação de partes do fluido no próprio fluido.

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https://www.if.ufrgs.br/~leila/conveccao.gif

Na figura ao lado, a parte aquecida (menos densa) da água tende a subir, enquanto a parte fria (mais densa) tende a descer.

2. CONDUÇÃO

PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR

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Nos sólidos, a condução de calor ocorre por meio de colisões entre átomos vizinhos.

Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, as moléculas do corpo mais quente, colidindo com as moléculas do corpo mais frio, transferem energia para este.

PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR

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Radiação Infravermelha

É por irradiação que o calor liberado pelo Sol chega até a Terra.

3. IRRADIAÇÃO

Todos os corpos aquecidos emitem radiação térmica (ou radiação infravermelha), ou seja, emitem ondas eletromagnéticas, cujas características e intensidade dependem do material de que é feito o corpo e de sua temperatura.

Responda em seu caderno e mostre a resposta para o(a) professor(a):

Como se dá a propagação do calor do Sol até a Terra se entre esses astros não existe meio material?

Praticando 1 - Energia térmica do Sol

A propagação de calor nesse caso se dá por irradiação, visto que a radiação térmica (sendo uma onda eletromagnética) não depende de um meio material para se propagar.

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APLICAÇÕES: PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR

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Para cumprir sua função corretamente, a garrafa térmica apresenta algumas características diferentes das garrafas convencionais. Observe:

Tampa isolante: tampa parcialmente removível fabricada de material com características isolantes que evita o processo de transmissão de calor por convecção, já que impede o contato entre o ar e o líquido na garrafa.

Quais características permitem a garrafa térmica cumprir sua função?

Vácuo → evita o processo de transmissão de calor por condução e convecção.

Apoio isolante → fabricado com materiais isolantes que evita o processo de transmissão de calor por condução.

Faces espelhadas → evita o processo de transmissão de calor por irradiação, já que o calor é refletido em seu interior. Da mesma forma, o calor externo é refletido para fora.

Ampola de vidro → o vidro dificulta a transmissão de calor por condução, por ser isolante térmico.

Assim, o ar aquecido do continente sobe e o ar mais frio do mar desloca-se para o continente.

Por que durante o dia, há uma brisa que vem do mar e a noite inverte?

Durante o dia, o ar próximo à areia se aquece mais rapidamente do que o ar próximo à superfície do mar.

À noite, o ar mais quente está sobre o mar, ou seja, a pressão do ar é menor sobre a areia, assim a brisa tem o sentido da praia para o mar.

Na geladeira, também temos correntes de convecção, pois o ar mais frio (mais denso) que está próximo ao congelador desce, enquanto o ar quente (menos denso) dos alimentos sobe.

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NA GELADEIRA!

Por essa razão, opte por colocar verduras e legumes no local onde é menos frio no eletrodoméstico, ou seja, nas gavetas inferiores.

Por que o congelador fica na parte superior da geladeira? �Onde é aconselhável guardar as verduras e legumes?

Ar quente sobe

CONGELADOR

Ar frio desce

O aparelho de ar condicionado refrigera o ar através das correntes de convecção que ocorrem quando ele é ligado. Essas correntes ocorrem em razão das diferenças de densidade do ar frio e do ar quente.

O ar quente sendo menos denso sobe, em contrapartida, o ar frio (mais denso) desce, formando as correntes de convecção. Por esse motivo é que o ar condicionado é colocado na parte superior do ambiente.

Deseja-se instalar um ar-condicionado para resfriar uma sala. Qual o melhor lugar para instalar?

Em uma sala, onde os aquecedores devem ser colocados?

Nos aquecedores, o ar quente sobe e, em contrapartida, o ar frio (mais denso) desce para ser aquecido.

Novamente, temos a formação das correntes de convecção, aquecendo todo o ambiente de forma mais eficiente.

Ao comando do(a) professor(a), levante a mão indicando a alternativa que corresponde a correta.

(UFRS) Num planeta completamente desprovido de fluidos (líquido ou gás), apenas pode ocorrer propagação de calor por:

1. Convecção e condução;
2. Condução e Irradiação;
3. Convecção e Irradiação;
4. Irradiação;
5. Convecção.

Praticando 2 - Um planeta desprovido de fluidos

O QUE VIMOS?

Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5

Nesta aula, entendemos os processos de propagação do calor e identificamos propriedades e aplicações.

Em síntese:

GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Leituras de Física - Física Térmica. Instituto de Física da USP: São Paulo, 1998. Disponível em: <http://www.if.usp.br/gref/termo/termo4.pdf>. Acesso em: 25 set. 2023.

PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 2. São Paulo: Ed do Brasil, 2016.

BONJORNO e vários autores. Física: Termologia . Óptica . Ondulatória 2º ano. Vol 2. 3ª ed. São Paulo: FTD, 2016.

BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: Termologia.Óptica.Ondulatória, 2º ano. Vol 2. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.

FUKE, L. F. YAMAMOTO, K. Física Para o Ensino Médio: Termologia, Óptica, Ondulatória. Vol 2. 4ª Edição. São Paulo: Saraiva, 2016.

MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 2. 3ª Edição. São Paulo: Moderna, 2016.

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REFERÊNCIAS