Calor e sua Propagação

Question 1

Explique o que é calor.

Answer 1

Calor é energia térmica em transição (majoritariamente de um corpo/local de maior temperatura para outro de menor temperatura).

Question 2

Quais são os dois tipos de calores existentes?

Answer 2

Calor sensível e calor latente.

Question 3

O que são os calores sensível e latente?

Answer 3

Calor sensível: energia térmica necessária para que um corpo sofra determinada variação de temperatura;
Calor latente: energia térmica necessária para que um corpo mude de estado físico.

Question 4

Qual é a expressão que nos permite calcular a quantidade de calor sensível que um corpo necessita para elevar a sua temperatura?

Answer 4

m é a massa do corpo;
c é o calor específico;
dT é a variação de temp.

Question 5

Qual é a expressão que nos permite calcular a quantidade de calor latente que um corpo necessita para mudar de estado físico?

Answer 5

m é a massa do corpo;
L é o calor latente de fusão/ebulição.

Question 6

Qual é a unidade da grandeza Quantidade de calor (Q), no SI?

Answer 6

Joule -> J.

Question 7

Uma unidade usual muito utilizada para quantidade de calor é caloria (cal). Como transformar 1 cal em J?

Answer 7

1 cal é aproximadamente igual a 4,18 J. A maioria dos exercícios utiliza 4 J, porém esse dado aparece nos enunciados.

Question 8

Qual é a definição da grandeza calor específico e qual a sua unidade do SI?

Answer 8

O calor específico de uma substância informa a quantidade de calor necessária para que 1g dessa substância sofra uma variação de 1^oC.
Ex.: 1g de água líquida a 16^oC, ao receber 1 cal, vai para 17^oC.

Unidade usual: cal/g^oC
SI: J/kg.K

Question 9

Qual é a definição da grandeza calor latente de fusão? E de vaporização?

Answer 9

O calor latente de fusão de uma substância informa a quantidade de calor necessária pra que 1g dessa substância mude do estado sólido para o líquido. Ex.: 1g de gelo a 0oC necessita de 80g para derreter completamente. Ou seja, L_fusão = 80 cal/g.
No caso da vaporização, é a quantidade de calor necessária para que 1g dessa substância mude do estado líquido para o gasoso. Ex.: 1g de água a 100^oC necessita de 540 cal para evaporar completamente; L_vap= 540 cal/g.

Question 10

O que vem a ser potência térmica?

Answer 10

É a medida da quantidade de calor que um equipamento disponibiliza a cada intervalo de tempo.

Question 11

Qual a unidade de potência térmica, no SI?

Answer 11

Watts -> W, que equivale a J/s.

Question 12

Bruno, coloque seu casaco para se aquecer!
Essa frase, dita pela mãe de Bruno, está correta? Explique.

Answer 12

Não. Um bom casaco evita as trocas de calor com o ambiente, mantendo a temperatura do corpo constante.
Uma caixa de isopor com picolé dentro tem o mesmo funcionamento, ou uma cafeteira com café em alta temperatura em seu interior.
Se casaco aquecesse, poderíamos embrulhar um peça congelada de picanha com um casaco que após um tempo a carne ficaria ao ponto rs.

Question 13

O que são materiais adiabáticos?

Answer 13

São materiais que impedem a troca de calor entre o seu interior com o meio externo. Ex.: caixa de isopor e garrafa térmica (é uma aproximação, porque na realidade não são perfeitamente adiabáticos).

Question 14

Qual é o tipo de propagação de calor que predomina em uma barra metálica que tem uma de suas extremidades aquecida por uma fonte térmica?

Answer 14

Condução. O calor é conduzido de uma extremidade até a outra.

Question 15

Por que as panelas, de modo geral, são largas e possuem espessura fina?

Answer 15

Pensando em uma panela na boca de um fogão, quanto maior a área de contato com o fogo e menor a espessura da panela, menor será a diferença de temperatura entre a parte externa da panela e a interna.

Question 16

Qual o tipo de propagação de calor que predomina em uma água que está sendo aquecida dentro de uma panela, na boca do fogão?

Answer 16

Convecção térmica.

Question 17

Aparelhos elétricos liberam calor, sendo essa a sua intenção primária, como ferro elétrico, torradeira, ou não, como laptops, por ex.
Qual o tipo de propagação de calor predominante, nesses casos?

Answer 17

Irradiação ou radiação térmica.

Question 18

Em regiões sem mar ou rios ao redor, a amplitude térmica diária é enorme. Nos desertos, por exemplo, pode fazer 50^oC durante o dia e 0^o à noite. Por que?

Answer 18

Porque os mares e rios funcionam como reguladores térmicos, devido às suas altas capacidades térmicas.

Question 19

O que é capacidade térmica de um material? Qual a sua unidade, no SI?

Answer 19

É o produto de sua massa e seu calor específico.
C = m.c
Unidade: J/K
Unidade usual: cal/^oC.

Question 20

Ricardo está aproveitando o inverno em Visconde de Mauá, região serrana do estado do RJ.
Às 03h de manhã, ao acordar para ir ao banheiro, foi andando tranquilamente pelo piso de madeira do quarto, porém, ao pisar na cerâmica do banheiro, sentiu muito frio.
A temperatura dos pisos é diferente? Por que Ricardo sentiu frio somente quando pisou no banheiro?

Answer 20

Ambos os pisos estavam com a mesma temperatura. Contudo, a cerâmica é um material que permite trocas térmicas muito rapidamente, diferentemente da madeira, que possui uma menor condutibilidade térmica.
O mesmo ocorre ao retirar um bolo do forno. A temp da forma metálica é a mesma do bolo, que é a do forno, porém a condutibilidade térmica do metal é maior que a do bolo, fazendo com que a nossa mão “queime” ao tocar na forma, mas não ao tocar no bolo (pelo menos não com a mesma intensidade/rapidez).