Considere um forno industrial construído com uma parede de espessura de 30 cm , cujo material tem condutividade térmica de
. Durante a operação, em regime permanente, medidas efetuadas revelam temperaturas de 1500 K na parede interna e 1200 K , na externa. A taxa de calor perdida em uma parede com dimensões de
, em J/s, é: Resposta: C.
Problema 26 (Prova Eletronuclear - Engenheiro Químico 2006):
Escolha a opção correta, dentre as alternativas abaixo:
(A) a condução e a convecção são mecanismos de transferência de calor resultantes da propagação de ondas eletromagnéticas nos sólidos e nos fluidos;
(B) a advecção é o mecanismo de transferência de calor devido exclusivamente ao movimento global do fluido;
© a condução de calor ocorre devido ao choque das ondas eletromagnéticas com as moléculas de sólidos;
(D) a convecção de calor ocorre devido ao choque mútuo das moléculas de substâncias;
(E) a condução de calor é o mecanismo de transferência de energia mais efetivo em fluidos confinados em ambientes com vácuo.
(A) a condução e a convecção são mecanismos de transferência de calor resultantes da propagação de ondas eletromagnéticas nos sólidos e nos fluidos;
(B) a advecção é o mecanismo de transferência de calor devido exclusivamente ao movimento global do fluido;
© a condução de calor ocorre devido ao choque das ondas eletromagnéticas com as moléculas de sólidos;
(D) a convecção de calor ocorre devido ao choque mútuo das moléculas de substâncias;
(E) a condução de calor é o mecanismo de transferência de energia mais efetivo em fluidos confinados em ambientes com vácuo.
Passo 1
Beleza, o enunciado é um “choque de realidade” sobre os jeitos que o calor se mexe: condução, convecção e advecção. A pergunta é simples: entre as alternativas A até E, qual descreve direitinho o que é cada mecanismo? Para resolver, a gente vai precisar lembrar das definições básicas de cada um desses modos de transferência de calor e comparar com o que as opções dizem.
Passo 2
Condução de calor
– Teoria rápida: na condução, não rola aquele “vai e vem do fluido” nem onda viajando — o calor anda por colisão direta de moléculas vizinhas. É como se cada molécula “esbarrasse” na outra e transferisse energia, passo a passo.
– Ponto-chave: não tem movimento global de massa, só transferência de energia por contato molecular.
– Teoria rápida: na condução, não rola aquele “vai e vem do fluido” nem onda viajando — o calor anda por colisão direta de moléculas vizinhas. É como se cada molécula “esbarrasse” na outra e transferisse energia, passo a passo.
– Ponto-chave: não tem movimento global de massa, só transferência de energia por contato molecular.
Passo 3
Convecção de calor
– Teoria rápida: conjuga dois movimentos: (1) condução na beiradinha (camada limite) e (2) transporte de massa do fluido (advecção local). Ou seja, o fluido se move, leva calor, e ainda rola um pouquinho de condução entre camadas adjacentes.
– Ponto-chave: é próprio de fluidos em movimento relativo, e envolve tanto “empurrar” o calor junto com o fluido (advecção local) quanto choque molecular.
– Teoria rápida: conjuga dois movimentos: (1) condução na beiradinha (camada limite) e (2) transporte de massa do fluido (advecção local). Ou seja, o fluido se move, leva calor, e ainda rola um pouquinho de condução entre camadas adjacentes.
– Ponto-chave: é próprio de fluidos em movimento relativo, e envolve tanto “empurrar” o calor junto com o fluido (advecção local) quanto choque molecular.
Passo 4
Advecção de calor
– Teoria rápida: aqui o lance é só o transporte de energia térmica pelo movimento global do fluido, sem aquele complemento extra de condução entre camadas (pelo menos na definição mais pura). Imagina a água quente correndo num cano e levando energia térmica junto, igual um “táxi” de calor.
– Teoria rápida: aqui o lance é só o transporte de energia térmica pelo movimento global do fluido, sem aquele complemento extra de condução entre camadas (pelo menos na definição mais pura). Imagina a água quente correndo num cano e levando energia térmica junto, igual um “táxi” de calor.
Passo 5
Agora olha as opções:
A) “Condução e convecção são resultantes da propagação de ondas eletromagnéticas…”
– Não faz sentido: condução é colisão molecular, convecção é esse combo de condução+fluido em movimento, nada a ver com ondas EM.
– Não faz sentido: condução é colisão molecular, convecção é esse combo de condução+fluido em movimento, nada a ver com ondas EM.
B) “A advecção é o mecanismo de transferência de calor devido exclusivamente ao movimento global do fluido.”
– Bate certinho com a definição limpinha de advecção.
– Bate certinho com a definição limpinha de advecção.
C) “A condução de calor ocorre devido ao choque das ondas eletromagnéticas com as moléculas de sólidos.”
– Errado: não tem onda EM envolvida na condução, é choque molecular puro.
– Errado: não tem onda EM envolvida na condução, é choque molecular puro.
D) “A convecção de calor ocorre devido ao choque mútuo das moléculas de substâncias.”
– Parcialmente engana: esse choque faz parte da condução ou da camada limite da convecção, mas definir convecção só por choque molecular é demais simplificar e acaba confundindo com condução.
– Parcialmente engana: esse choque faz parte da condução ou da camada limite da convecção, mas definir convecção só por choque molecular é demais simplificar e acaba confundindo com condução.
E) “A condução de calor é o mecanismo […] mais efetivo em fluidos confinados em ambientes com vácuo.”
– Sem sentido físico: condução exige matéria para colidir; em vácuo não tem molécula pra transferir energia por condução.
– Sem sentido físico: condução exige matéria para colidir; em vácuo não tem molécula pra transferir energia por condução.
Resposta
A opção correta é a letra B.