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EXERCICIOS-DE-PROPAGACAO-E-FLUXO-DE-CALOR-e-termologia

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EXERCÍCIOS DE PROPAGAÇÃO E FLUXO DE CALOR
1) Quantas calorias são transmitidas por metro quadrado de um cobertor de 2,5 cm de espessura, durante
uma hora, estando a pele a 33 °C e o ambiente a 0 °C? O coeficiente de condutibilidade térmica do cobertor
é 0,00008 cal/s.m.°C.
2) Uma barra de alumínio (K = 0,5 cal/s.cm.°C) está em contato numa extremidade com gelo em fusão e na
outra com vapor de água em ebulição sob pressão normal. Seu comprimento é 25 cm e a seção transversal
tem 5 cm 2 de área. Sendo a barra isolada lateralmente e dados os calores latentes de fusão do gelo e de
vaporização da água (LF = 80 cal/g; LV = 540 cal/g) determine:
a) a massa do gelo que se funde em meia hora:
b) a massa de vapor que se condensa no mesmo tempo
c) a temperatura numa seção da barra a 5 cm da extremidade fria
3) (IME-RJ) Um vidro plano, com coeficiente de condutibilidade térmica 0,00183 cal/s.cm.°C, tem uma área
de 1.000 cm 2 e espessura de 3,66 mm. Sendo o fluxo de calor por condução através do vidro de 2.000 cal/s,
calcule a diferença de temperatura entre suas faces.
4)Uma das extremidades de uma barra de cobre, com 100 cm de comprimento e 5 cm
2 de seção transversal, está situada num banho de vapor d’água sob pressão normal, e a outra extremidade,
numa mistura de gelo fundente e água. Despreze as perdas de calor pela superfície lateral da barra. Sendo
0,92 cal/s.cm.°C o coeficiente de condutibilidade térmica do cobre, determine:
a) o fluxo de calor através da barra
b) a temperatura numa seção da barra situada a 20 cm da extremidade fria.
5) (UCMG) Se flui calor de um corpo A para um corpo B, afirma-se que:
a) a temperatura de A é maior que a de B
d) A é melhor condutor que B
b) a capacidade térmica de A é maior que a de B
e) A tem maior quantidade de calor que B
c) o calor específico de A é maior que o de B
6) (F.M.Pouso Alegre-MG) Você coloca a extremidade de uma barra de ferro sobre a chama, segurando-a
pela outra extremidade. Dentro de pouco tempo você sente, através do tato, que a extremidade que você
segura está se aquecendo. Podemos afirmar que:
a) não houve transferência de energia no processo
d) o calor se transferiu por condução
b) o calor se transferiu por irradiação
e) a energia transferida não foi energia térmica
c) o calor se transferiu por convecção
7) (Unitau-SP) No inverno usamos agasalho porque:
a) o frio não passa através dele
d) permite que o calor do corpo passe para o ar
b) pode ser considerado um bom isolante térmico
e) tem todas as propriedades citadas nas
c) transmite calor ao nosso corpo
alternativas anteriores
8) (ITA-SP) Tem-se a sensação de que uma colher de alumínio, num dia muito frio, está muito mais fria do
que outra de madeira, de mesma massa e em equilíbrio térmico com ela, porque a colher de metal:
a) tem condutividade térmica maior do que a da colher de madeira
b) reflete melhor o calor do que a de madeira
c) tem calor específico maior do que a de madeira
d) tem capacidade térmica menor do que a de madeira
e) tem capacidade térmica maior do que a de madeira
9) (PUC-RS) No inverno usamos roupas de lã baseados no fato de a lã:
d) impedir que o calor do corpo se propague para o
a) ser uma fonte de calor
meio exterior
b) ser um bom condutor de calor
e) impedir que o frio penetre através dela até nosso
c) ser um bom absorvente de calor
corpo
10) (Esal-MG) A figura mostra um corpo à temperatura T1 (fonte), colocado em contato com um corpo à
temperatura T2 (sumidouro), através de uma barra metálica condutora de comprimento L e condutividade
térmica K. Sendo T1 > T2 na condição de equilíbrio (estável), pode-se afirmar que:
I – A temperatura ao longo da barra não varia, sendo igual a (T1 – T2)/2
II – A temperatura ao longo da barra decresce linearmente da esquerda para a direita
III – A temperatura ao ponto médio da barra (L/2) é igual a (T1 + T2)/2
a) As três afirmativas são corretas
d) Apenas a afirmativa III é correta
b) Apenas as afirmativas II e III são corretas
e) Nenhuma das afirmativas é correta
c) Apenas a afirmativa II é correta
11) (U. Mackenzie-SP) Uma parede de tijolos e uma janela de vidro de espessura 180 mm e 2,5
mm,respectivamente, têm suas faces sujeitas à mesma diferença de temperatura. Sendo as condutividades
térmicas do tijolo e do vidro iguais a 0,12 e 1,00 unidade SI, respectivamente, então a razão entre o fluxo de
calor conduzido por unidade de superfície pelo vidro e pelo tijolo é:
a) 800
b) 600
c) 500
d) 300
e) nra
12) (UECE) A transmissão de calor por convecção só é possível:
a) nos sólidos
b) nos líquidos
c) nos fluidos em geral
d) nos gases
13) (UCMG) Todas as situações descritas são aplicações ou conseqüências da convecção térmica, exceto:
a) brisas litorâneas
b) lâmpada de Davy, usada geralmente em minas de carvão
c) movimento de um planador a enormes distâncias, quase horizontais
d) mudança brusca na temperatura das águas superficiais em certas faixas do oceano
e) tiragem de gases por chaminé
14) (U.F.São Carlos-SP) Nas geladeiras, retira-se periodicamente o gelo do congelador. Nos pólos, as
construções são feitas sob o gelo. Os viajantes do deserto do Saara usam roupas de lã durante o dia e à
noite. Relativamente ao texto acima, qual das afirmações abaixo não é correta?
a) o gelo é mau condutor de calor
b) a lã evita o aquecimento do viajante do deserto durante o dia e o resfriamento durante a noite
c) a lã impede o fluxo de calor por condução e diminui as correntes de convecção
d) o gelo, sendo um corpo a 0 °C, não pode dificultar o fluxo de calor
e) o ar é u ótimo isolante para o calor transmitido por condução, porém favorece muito a transmissão do
calor por convecção. Nas geladeiras, as correntes de convecção é que refrigeram os alimentos que estão na
parte inferior
15) (U.Mackenzie-SP) Assinale a alternativa correta:
a) a condução e a convecção térmica só ocorrem no vácuo
b) no vácuo a única forma de transmissão do calor é por condução
c) a convecção térmica só ocorre nos fluidos, ou seja, não se verifica no vácuo nem em materiais no estado
sólido
d) a irradiação é um processo de transmissão do calor que só se verifica em meios materiais
e) a condução térmica só ocorre no vácuo; no entanto, a convecção térmica se verifica inclusive em
materiais no estado sólido
TERMOMETRIA
A termometria é a parte da termologia que faz a medida da temperatura dos corpos. Como a temperatura
não pode ser medida pelos nossos sentidos, o homem criou os termômetros. Existem vários tipos, dentre os
quais o mais utilizado é o termômetro de mercúrio. Este termômetro é constituído de um fino tubo de vidro
fechado a vácuo e um bulbo que se localiza na extremidade, onde está o mercúrio, seu funcionamento se
baseia na dilatação do mercúrio. O mercúrio é um metal líquido à temperatura ambiente e muito sensível.
Quando ocorre variação na temperatura ele expande pelo tubo de vidro, essa expansão permite visualizar,
através da leitura da escala graduada, a temperatura do corpo.
Escalas Termométricas
Uma escala termométrica corresponde a um conjunto de valores numéricos, onde cada um
desses valores está associado a uma temperatura. As escalas surgiram da necessidade de
quantificar o quanto um corpo está quente ou frio, e da necessidade de melhorar as
medidas das temperaturas.
Existem vários tipos de escalas, das quais as mais conhecidas são a escala Celsius, escala
Kelvin e escala Fahrenheit.
Uma escala termométrica é construída a partir de dois pontos fixos:
- PF, o ponto de fusão do gelo, onde o gelo vira água (derrete);
- PE, o ponto de ebulição da água, onde a água vira vapor (ferve).
Escala Celsius
A Escala Celsius é a mais comum entre todas, foi criada em 1742 pelo astrônomo sueco Anders Celsius. Ele
estabeleceu pontos fixos da sua escala como sendo os pontos de fusão do gelo e de ebulição da água, ou
seja, 0° para o ponto de fusão de gelo e 100° para o ponto de ebulição da água.
Escala Fahrenheit
Daniel Gabriel Fahrenheit, o inventor do termômetro de mercúrio, foi o inventor dessa escala por volta dos
anos de 1742. Ele em seus estudos obteve uma temperatura de 32°F para uma mistura de água e gelo, e
uma temperatura de 212°F para a água fervente.
Assim, na escala Fahrenheit a água vira gelo a uma temperatura de 32°F e ferve a uma temperatura de
212°F. É a escala mais utilizada nos países de língua inglesa.
Escala Kelvin e o zero absoluto
Como já foi dito, a temperatura mede o grau de agitação das moléculas, sendo assim a menor temperatura
corresponde à situação na qual essa agitação cessa. Esse é denominado de zero absoluto. Na prática esse
ponto é impossível de se alcançar, contudo, esse valor foi alcançado teoricamente na escala Celsius e
corresponde a um valor igual a -273,15°C (aproximadamente -273). Willian Tomson, que viveu entre os anos
de 1824 a 1907, durante a realização de experimentos verificou que se o volume de um gás for mantido
constante, a sua pressão seria reduzida a uma razão de 1/273 do valor inicial para uma variação de -1°C na
temperatura. Assim, ele concluiu que se o gás sofresse uma redução de temperatura de 0°C para -273°C, a
sua temperatura reduziria a zero. A esse valor de -273°C ficou conhecido como zero absoluto. Kelvin atribuiu
o zero da sua escala como sendo igual a -273°C na escala Celsius.
Conversão entre escalas
REDUZINDO AS FORMULAS:
Fahrenheit - Celsius
F = 1,8C + 32
Kelvin - Celsius
K = C + 273
EXERCÍCIOS DE TERMOLOGIA (TERMÔMETROS)
1) (UESC-BA) Na embalagem de um produto existe a seguinte recomendação: "Manter a -4° C". Num país em
que se usa a escala Fahrenheit, a temperatura correspondente à recomendada é:
a) -39,2°F
b) -24,8°F
c) 24,8°F
d) 39,2°F
e) 40,2°F
2) (ITA-SP) - Para medir a febre de pacientes, um estudante de medicina criou sua própria escala linear de
temperaturas. Nessa nova escala os valores de O (zero) e 10 (dez) correspondem, respectivamente, a
37°C e 40°C. A temperatura de mesmo valor numérico em ambas as escalas é aproximadamente:
a) 52,9 ºC
b) 28,5 ºC
c) 74,3 ºC
d) - 8,5 ºC
e) - 28,5 ºC
3) (UEL PR/Janeiro) Quando Fahrenheit definiu a escala termométrica que hoje leva o seu nome, o primeiro
ponto fixo definido por ele, o 0ºF, corresponde à temperatura obtida ao se misturar uma porção de cloreto
de amônia com três porções de neve, à pressão de 1atm. Qual é esta temperatura na escala Celsius?
a) 32ºC
b) 273ºC
c) 37,7ºC
d) 212ºC
e) –17,7ºC
4) (Unifor CE/Janeiro) Um estudante construiu uma escala de temperatura E atribuindo o valor 0°E à
temperatura equivalente a 20°C e o valor 100°E à temperatura equivalente a 104°F. Quando um
termômetro graduado na escala E indicar 25°E, outro termômetro graduado na escala Fahrenheit indicará:
a) 85
b) 77
c) 70
d) 64
e) 60
5) (Unifor CE/Janeiro) Uma certa massa de gás perfeito sofre uma transformação isobárica e sua
temperatura varia de 293K para 543K. A variação da temperatura do gás, nessa transformação, medida na
escala Fahrenheit, foi de:
a) 250°
b) 273°
c) 300°
d) 385°
e) 450°
6) (Unifor CE/Janeiro) Uma certa massa de gás perfeito sofre uma transformação isobárica e sua
temperatura varia de 293K para 543K. Se o volume ocupado pelo gás à temperatura de 293K era 2,0 litros, a
543K o volume, em litros, vale:
a) 1,1
b) 2,0
c) 3,7
d) 4,4
e) 9,0
7) (Unifor CE/Janeiro) Mediu-se a temperatura de um corpo com dois termômetros: um, graduado na escala
Celsius, e outro, na escala Fahrenheit. Verificou-se que as indicações nas duas escalas eram iguais em valor
absoluto. Um possível valor para a temperatura do corpo, na escala Celsius, é
a) –25
b) –11,4
c) 6,0
d) 11,4
e) 40
8) (Unifor CE/Janeiro) A temperatura de determinada substância é 50°F. A temperatura absoluta dessa
substância, em kelvins, é
a) 343
b) 323
c) 310
d) 283
e) 273
9) (Unifor CE/02-Prova-Específica) Uma escala termométrica arbitrária X atribui o valor 20°X para a
temperatura de fusão do gelo e 80°X para a temperatura de ebulição da água, sob pressão normal. Quando
a temperatura de um ambiente sofre uma variação de 30°X, a correspondente variação na escala Celsius é
de:
a) 20°C
b) 30°C
c) 40°C
d) 50°C
e) 60°C
10) (UFMS/MS/Conh. Gerais) Através de experimentos, biólogos observaram que a taxa de canto de grilos
de uma determinada espécie estava relacionada com a temperatura ambiente de uma maneira que poderia
ser considerada linear. Experiências mostraram que, a uma temperatura de 21º C, os grilos cantavam, em
média, 120 vezes por minuto; e, a uma temperatura de 26º C, os grilos cantavam, em média, 180 vezes por
minuto. Considerando T a temperatura em graus Celsius e n o número de vezes que os grilos cantavam por
minuto, podemos representar a relação entre T e n pelo gráfico abaixo. Supondo que os grilos estivessem
cantando, em média, 156 vezes por minuto, de acordo com o modelo sugerido nesta questão, estima-se
que a temperatura deveria ser igual a:
a) 21,5º C .
b) 22º C .
c) 23º C .
d) 24º C .
e) 25,5º C .
11) (UFFluminense RJ) Um turista brasileiro, ao desembarcar no aeroporto de Chicago, observou que o valor
da temperatura lá indicado, em °F, era um quinto do valor correspondente em °C. O valor observado foi:
a) - 2 °F
b) 2 °F
c) 4 °F
d) 0 °F
e) - 4 °F
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