De acordo com Incropera et al., uma maneira geral de se defi...

De acordo com Incropera et al., uma maneira geral de se definir transferência de calor é:

“Transferência de calor (ou calor) é energia térmica em trânsito, em razão de uma diferença de temperaturas no espaço.”

(INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e massa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008).

Assim, existindo uma diferença de temperaturas em um meio (ou entre meios), haverá, obrigatoriamente, transferência de calor. A figura a seguir mostra diferentes tipos de processos de transferência de calor:

AS_III_9.png

Figura 4 - Modos de transferência de calor: (a) condução; (b) convecção; (c) radiação

Fonte: Adaptada de INCROPERA, 2008, p. 2

Leia atentamente as assertivas:

I. Surge quando se observa um gradiente de temperatura em um meio estacionário (sólido ou fluido): transferência de calor das partículas mais energéticas para as menos energéticas.

II. Refere-se à transferência de calor que ocorre entre uma superfície e um fluido em movimento, quando se encontrarem em diferentes temperaturas.

III. Gerada pelo fato de que todas as superfícies, com temperatura não nula, emitem energia na forma de ondas eletromagnéticas. Assim, na ausência de um meio interposto participante, ocorre transferência de calor líquida entre duas superfícies a diferentes temperaturas.

IV. Nos gases, essa energia está relacionada aos movimentos de translação aleatório, movimentos internos de rotação e de vibração das moléculas.

V. Exemplo: ventilador empregado para resfriar os componentes elétricos quentes em uma série de placas de circuito impresso.

VI. Quando se fala nesse tipo de transferência de calor, líquidos podem ser considerados opacos, gases podem ser considerados transparentes e os sólidos podem ser opacos (os metais, por exemplo) ou semitransparentes (como as películas de alguns polímeros e materiais semicondutores).

Faça a correta correspondência entre os diferentes tipos de processos de transferência de calor e suas características. Utilizar:

IR: Irradiação

CD: Condução

CV: Convecção

I-CV; II-CV; III-CD; IV-CD; V-IR; VI-IR.

I-CD; II-CV; III-IR; IV-CD; V-CV; VI-IR.

I-CD; II-CV; III-IR; IV-CD; V-IR; VI-CV.

I-CV; II-IR; III-IR; IV-CD; V-CV; VI-IR.

I-CD; II-CD; III-IR; IV-CV; V-CV; VI-IR.

Pergunta 2 0,2 Pontos Leia a reportagem divulgada pela EPTV1, em 21/08/2018:

“Especialista mostra perigos de explosão de gás de cozinha; saiba como evitar. Casos recentes em Campinas (SP) e Sumaré (SP) deixaram pessoas feridas e destruíram residências.

Tem medo de ser vítima de uma explosão de gás? Testes com especialista do Corpo de Bombeiros mostram como evitar esse tipo de acidente e o que deve ser feito para o armazenamento e uso do botijão de gás de 13 quilos. Dois casos de explosão aconteceram na região deixaram pessoas feridas e destruíram residências (...) Nilson Santos, engenheiro e técnico de segurança dos bombeiros, afirma que explosões são causadas em ambientes inflamáveis. Em caso de vazamento, o morador da residência deve evitar ligar qualquer equipamento eletrônico, de acordo com Nilson (...) Outro teste mostra as explosões causadas pela mangueira, um dos casos mais recorrentes. Nilson conta que a frequência de acidentes acontece pelo ressecamento e obstrução do equipamento, que deve ser substituído.”

(EPTV1. Especialista mostra perigos de explosão de gás de cozinha; saiba como evitar. G1, 21/08/2018. Disponível em: https://glo.bo/3yQHGhJ. Acesso em: 01/02/2021).

Imagine uma situação em que um botijão de cozinha contém gás sob alta pressão. Ao abrirmos esse botijão, percebemos que o gás escapa rapidamente para a atmosfera. Como esse processo é muito rápido, podemos considerá-lo como um processo adiabático. Considerando a Primeira Lei da Termodinâmica, é correto o que se afirma em:

O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás não variou.

O trabalho realizado pelo gás foi negativo e a temperatura do gás aumentou.

O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás diminuiu.

A pressão do gás aumentou e a temperatura diminuiu.

A pressão do gás aumentou e o trabalho realizado foi negativo.

Pergunta 3 0,2 Pontos O conceito de energia relaciona-se diretamente à capacidade de produzir trabalho. A energia causa modificações na matéria, podendo ser irreversíveis em muitos casos. De todas as formas de energia existentes, a mais utilizada é, sem dúvida, a energia elétrica, cuja principal fonte provém das usinas hidrelétricas. Outras formas de obtenção de energia devem ser mencionadas, destacando-se a energia solar, nuclear e eólica. A própria energia elétrica pode se transformar em outros tipos de energia ao chegar às residências ou indústrias: energia térmica, energia sonora e luminosa, energia mecânica etc. A energia total de um sistema é composta, basicamente, por três componentes: energia cinética, energia potencial e energia interna.

Considere uma caldeira industrial, cujo trabalho realizado, em um ciclo térmico fechado, é igual a 100 J, e o calor envolvido nas trocas térmicas é igual a 1000 J e 900 J, com fontes quente e fria, respectivamente.

Utilizando a Primeira Lei da Termodinâmica, qual é a variação da energia interna nesse ciclo térmico, em joules (J)?

Pergunta 4 0,2 Pontos Aplicada para gases, a teoria cinético-molecular é baseada em um modelo “bola de bilhar”, que é descrito nos postulados a seguir:

1. Um gás é composto de grande número de pequenas partículas, moléculas (ou algumas vezes átomos) que são tão pequenas que a soma de seus volumes individuais é desprezível se comparada com o volume do recipiente que contém o gás.

2. As moléculas de um gás estão em movimento retilíneo constante, rápido, ao acaso. Devido ao movimento de translação, as moléculas colidem elasticamente umas com as outras e com as paredes do recipiente que o encerra.

3. Com exceção das colisões, as moléculas de um gás são completamente independentes entre si, inexistindo forças de atração ou repulsão entre as moléculas.

4. As moléculas apresentam ampla faixa de velocidades, sendo suas energias cinéticas médias proporcionais à temperatura absoluta.

De acordo com esse modelo, um retrato instantâneo de um gás tomado por meio de um microscópio de alto poder resolutivo mostraria algo parecido com o representado na Figura 1.

AS_III_4.png

Figura 1 – Modelo cinético-molecular de um gás

Fonte: pngwing.com

Em um laboratório de física são realizados experimentos com um gás que, para fins de análises termodinâmicas, pode ser considerado ideal. Da análise de um dos experimentos, em que o gás foi submetido a um processo termodinâmico, concluiu-se que todo calor fornecido ao gás foi convertido em trabalho. Assinale a alternativa que representa corretamente o processo termodinâmico realizado no experimento.

Processo isobárico.

Processo composto: isobárico e isovolumétrico.

Processo isovolumétrico.

Processo isotérmico.

Processo adiabático.

Salvo pela última vez 18:35:48