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Transferncia de calor e equilbrio trmico. ; calor especfico. Conduo do calor.; Mudanas de estado fsico e calor latente de transformao.

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Competncia de rea 5 Entender mtodos e procedimentos prprios das cincias naturais e aplic-los em diferentes contextos. H18 Relacionar propriedades fsicas, qumicas ou biolgicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnolgicos s finalidades a que se destinam. H19 Avaliar mtodos, processos ou procedimentos das cincias naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econmica ou ambiental.

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H25 Caracterizar materiais ou substncias, identificando etapas, rendimentos ou implicaes biolgicas, sociais, econmicas ou ambientais de sua obteno ou produo. H26 Avaliar implicaes sociais, ambientais e/ou econmicas na produo ou no consumo de recursos energticos ou minerais, identificando transformaes qumicas ou de energia envolvidas nesses processos. H27 Avaliar propostas de interveno no meio ambiente aplicando conhecimentos qumicos, observando riscos ou benefcios.

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a parte da termologia que estuda os fenmenos decorrentes da transferncia dessa forma de energia chamada calor. a energia em trnsito entre corpos com diferentes temperaturas at que ocorra o equilbrio trmico. A unidade de medida de calor o JOULE (J) Outra unidade muito usada nas medidas de troca de calor a caloria (cal) e podemos relacion-la com o joule da seguinte maneira: 1cal = 4,18J

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PROPAGAO DE CALOR O calor uma forma de energia que se propaga do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura. O processo pode ocorrer por trs mecanismos diferentes: conduo, conveco e irradiao. CONDUO Processo que ocorre predominantemente nos slidos e caracterizado pela transmisso de energia de molcula para molcula.

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CONVECO ocorre exclusivamente nos fluidos com transmisso de matria. IRRADIAO Sua transmisso feita por intermdio de ondas eletromagnticas na faixa do infravermelho.

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a propagao de calor por irradiao um processo que pode ocorrer no vcuo e tambm em meios materiais. a propagao de calor por conduo e por conveco, so processos que necessitam de um meio material para ocorrer, ou seja, elas no ocorrem no vcuo.

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O Efeito Estufa a forma que a Terra tem para manter sua temperatura constante. A atmosfera altamente transparente luz solar, porm cerca de 35% da radiao que recebemos vai ser refletida de novo para o espao, ficando os outros 65% retidos na Terra. Isto deve-se principalmente ao efeito sobre os raios infravermelhos de gases como o Dixido de Carbono, Metano, xidos de Azoto e Oznio presentes na atmosfera (totalizando menos de 1% desta), que vo reter esta radiao na Terra, permitindo- nos assistir ao efeito calorfico dos mesmos.

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a quantidade de calor que se deve fornecer a 1g de massa da substncia em questo para produzir uma elevao de 1C na sua temperatura. CALOR ESPECFICO O calor especfico da gua lquida : c gua = 1,0cal/gC A unidade de medida do calor especfico no S.I. : [J/kg.K]. Mas usamos tambm a [cal/gC].

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correntes de conveco podem ser observadas a beira da praia. A areia se aquece mais rpido do que a gua, durante os dias ensolarados, pois possui menor calor especfico do que a gua. Tal fenmeno ocasiona as correntes de ar da gua para a areia. noite, o sentido das brisas se inverte. CORRENTES DE CONVECO

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Calor trocado por uma substncia quando ocorre apenas variao de temperatura. CALOR SENSVEL(Q s ) Q s = m. c. m = massa do sistema c = calor especfico da substncia = variao sofrida pela temperatura

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Calor trocado por uma substncia quando ocorre mudana de estado fsico. CALOR LATENTE(Q L ) Q L = m. L Veja por exemplo: L F,gelo = 80cal/g (calor de fuso do gelo) L V,gua = 540cal/g (calor de vaporizao da gua)

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os dois fenmenos no ocorrem simultaneamente, isto , ou a substncia varia sua temperatura, ou a substncia muda de estado fsico.

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Os processos de mudana de fase, para certa presso constante, ocorrem numa temperatura fixa. Abaixo, mostraremos um esquema dos principais processos de transio de fase, com suas respectivas nomenclaturas :

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EXEMPLO 01 Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras calor e temperatura de forma diferente de como elas so usadas no meio cientfico. Na linguagem corrente, calor identificado como algo quente e temperatura mede a quantidade de calor de um corpo. Esses significados, no entanto, no conseguem explicar diversas situaes que podem ser verificadas na prtica. Do ponto de vista cientfico, que situao prtica mostra a limitao dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?

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EXEMPLO 01 a)A temperatura da gua pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo b)Uma me coloca a mo na gua da banheira do beb para verificar a temperatura da gua. c)A chama de um fogo pode ser usada para aumentar a temperatura da gua em uma panela d)A gua quente que est em uma caneca passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura e)Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de gua que est em seu interior com uma temperatura menor que a dele. RESOLUO: durante a mudana de estado fsico a temperatura permanece constante (GABARITO: A)

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As cidades industrializadas produzem grandes propores de gases como o CO2, o principal gs causador do efeito estufa. Isso ocorre por causa da quantidade de combustveis fsseis queimados, principalmente no transporte, mas tambm em caldeiras industriais. Alm disso, nessas cidades concentram-se as maiores reas com solos asfaltados e concretados, o que aumenta a reteno de calor, formando o que se conhece por ilhas de calor EXEMPLO 02

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Em reas urbanas, devido atuao conjunta do efeito estufa e da ilha de calor, espera-se que o consumo de energia eltrica a) diminua devido utilizao de caldeiras por indstrias metalrgicas. b) aumente devido ao bloqueio da luz do sol pelos gases do efeito estufa. c) diminua devido no necessidade de aquecer a gua utilizada em indstrias. d) aumente devido necessidade de refrigerao de indstrias e residncias. e) diminua devido grande quantidade de radiao trmica reutilizada. EXEMPLO 02 RESOLUO: devido ao aquecimento Global, necessrio o gasto com refrigerao. (GABARITO: D)

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EXEMPLO 03 Um copo de gua est temperatura ambiente de 30C. Joana coloca cubos de gelo dentro da gua.

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EXEMPLO 03 RESOLUO: O calor se transfere de um corpo com maior temperatura para outro de menor temperatura. (GABARITO: B) A anlise dessa situao permite afirmar que a temperatura da gua ir diminuir por que a) o gelo ir transferir frio para a gua. b) a gua ir transferir calor para o gelo. c) o gelo ir transferir frio para o meio ambiente. d) a gua ir transferir calor para o meio ambiente. e) Nada vai acontecer.

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EXEMPLO 04 Considere dois corpos A e B de mesma massa de substncias diferentes. Cedendo a mesma quantidade de calor para os dois corpos, a variao de temperatura ser maior no corpo:

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EXEMPLO 04 RESOLUO: Como a massa a mesma e a quantidade de calor tambm, devido a equao de calor sensvel Q s = m. c. , a variao de temperatura ser maior no corpo que tiver o menor calor especfico. (GABARITO: E) a) de menor densidade. b) cuja temperatura inicial maior. c) de menor temperatura inicial. d) de maior capacidade trmica. e) de menor calor especfico.

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EXEMPLO 05 Em um final de semana de vero, com uma leve brisa soprando do mar para a terra, um grupo de jovens estudantes encontrava-se acampado na beira da praia sob forte incidncia de raios solares. Lembrando-se de que o calor especfico da gua bem maior do que o da terra, os jovens observaram atentamente alguns fenmenos, buscando relacion-los com explicaes e comentrios apresentados pelo professor de Cincias numa aula. Foram coletadas as seguintes proposies para os fenmenos observados: I. Durante o dia, a temperatura da terra maior do que a da gua porque o calor especfico da terra maior do que o da gua. II. noite, a temperatura da gua menor do que a da terra porque o calor especfico da gua menor que o da terra. III. Aps o pr-do-sol, a terra se resfria mais rapidamente do que a gua do mar, porque o calor especfico da gua bem maior do que o da terra. IV. Durante o dia, percebia-se na praia, uma brisa soprando do mar para a terra. Uma possvel justificativa porque a massa de ar junto a terra est mais aquecida do que a massa de ar junto ao mar.

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EXEMPLO 05 Indique a alternativa que apresenta a(s) proposio(es) correta(s) para os fenmenos observados pelos estudantes: a) I, II, III e IV b) Apenas III e IV c) Apenas II e III d) Apenas I e III e) Apenas I RESOLUO: O calor especfico da gua bem maior que o da terra, por isso a gua demora mais para aquecer de manh e mais para esfriar durante a noite, o que torna falsas as afirmativas I e II e verdadeira a III. Durante o dia a diferena de presso causada pelo fato de que a massa de ar junto a terra est mais aquecida do que a massa de ar junto ao mar provoca correntes de conveco do mar para a terra. (GABARITO: B)

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EXEMPLO 06 Um expressivo plo de ferro-gusa tem se implantado ao longo da ferrovia de Carajs, na regio sudeste do Par, o que ensejou um aumento vertiginoso na produo de carvo, normalmente na utilizao de fornos conhecidos como rabos-quentes.Alm dos problemas ambientais causados por esses fornos, a questo relativa s condies altamente insalubres e desumanas a que os trabalhadores so submetidos preocupante. A enorme temperatura a que chegam tais fornos propaga uma grande quantidade de calor para os corpos dos trabalhadores que exercem suas atividades no seu entorno.

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EXEMPLO 06 RESOLUO: Um dos grandes causadores do efeito estufa o CO 2 e a irradiao ocorre atravs de ondas eletromagnticas na faixa do infravermelho. (GABARITO: B) Com base nas informaes referidas no texto ao lado, analise as seguintes afirmaes: I. O gs carbnico (CO 2 ) emitido pelos fornos um dos agentes responsveis pelo aumento do efeito estufa na atmosfera. II. Nas paredes do forno de argila o calor se propaga pelo processo de conveco. III. O calor que atinge o trabalhador se propaga predominantemente atravs do processo de radiao. IV. O deslocamento das substncias responsveis pelo efeito estufa consequncia da propagao do calor por conduo. Esto corretas somente a) I e II b) I e III c) II e III d) III e IV e) II e IV

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EXEMPLO 07 Indique a alternativa que associa corretamente o tipo predominante de transferncia de calor que ocorre nos fenmenos, na seguinte sequncia: - Aquecimento de uma barra de ferro quando sua extremidade colocada numa chama acesa. - Aquecimento do corpo humano quando exposto ao sol. - Vento que sopra da terra para o mar durante a noite.

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EXEMPLO 07 (GABARITO: D) a) conveco - conduo - radiao. b) conveco - radiao - conduo. c) conduo - conveco radiao. d) conduo - radiao - conveco. e) radiao - conduo - conveco.

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EXEMPLO 08 Sabe-se que o calor especfico da gua maior que o calor especfico da terra e de seus constituintes (rocha, areia, etc.). Em face disso, pode-se afirmar que, nas regies limtrofes entre a terra e o mar:

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EXEMPLO 08 a) durante o dia, h vento soprando do mar para a terra e, noite, o vento sopra no sentido oposto. b) o vento sempre sopra sentido terra-mar. c) durante o dia, o vento sopra da terra para o mar e, noite o vento sopra da mar para a terra. d) o vento sempre sopra do mar para a terra. e) no h vento algum entre a terra e o mar RESOLUO: devido as correntes de conveco. GABARITO: A