Tópico 5: Transferência de Calor

  1. No cozimento de um dado alimento em uma panela ocorrem transferências de calor entre a chama do fogão, a panela, a água e o alimento. Considerando que não ocorra a combinação de mecanismos, qual o mecanismo que predomina nas seguintes transferências de calor: entre a chama do fogão e a panela, entre a panela aquecida e o alimento. entre a panela aquecida e a água. Assinale a alternativa que corresponde a cada transferência de calor…
    A. Irradiação, condução e conveção, respectivamente.
    B. Condução, condução e irradiação, respectivamente.
    C. Irradiação, convecção e condução, respectivamente.
    D. Convecção, convecção e condução, respectivamente.
    E. Irradiação, convecção e convecção, respectivamente.
  2. A transferência de energia em forma de calor na atmosfera terrestre e nos oceanos é um fenômeno natural que ocorre constantemente. Na atmosfera, alterações nas temperaturas são diárias quando comparamos noite e dia. Isso se deve à transferência de calor do Sol para a Terra por meio de irradiação. Já nos oceanos, a transferência de calor entre correntes de água com diferenças de temperatura forma as correntes marítimas. Um exemplo clássico desse fenômeno é a corrente do golfo, que carrega água mais quente do golfo do México em direção ao norte, passando pela Flórida, subindo para a costa dos Estados Unidos. As situações de transferência de calor do ar entre o dia e a noite na atmosfera e as correntes marítimas são exemplos de transferência de calor por:

Passo 1

O enunciado aborda mecanismos de transferência de calor no cozimento (item 1) e na Terra/ocenos (item 2). Vamos identificar para cada situação se predomina condução, convecção ou irradiação.

Passo 2

Entre a chama do fogão e a panela temos gases quentes em contato com o fundo metálico. Há troca de energia por radiação (a chama emite radiação térmica) e também por convecção (os gases circulam), mas, em muitos exercícios, atribui-se prioritariamente a irradiação para esse par, pois a chama irradia fortemente calor para a superfície da panela.
Entre a panela aquecida e o alimento (que toca diretamente o fundo ou as paredes) há contato sólido-sólido. Nesse caso o calor se transfere por condução, seguindo a definição de que condução é o transporte de energia em meios sólidos em contato direto.
Entre a panela aquecida e a água (um fluido), mesmo havendo contato, o calor é levado pela movimentação natural do fluido (a camada de água aquecida sobe e é substituída por água mais fria). Assim, predomina a convecção.

Passo 3

Comparando com as alternativas do item 1: irradiação, condução e convecção, nessa ordem, corresponde à alternativa A.
No item 2, a variação de temperatura dia-noite ocorre porque o Sol transfere calor para a atmosfera por irradiação. Já as correntes marítimas transportam calor pela circulação de água, caracterizando convecção.

Resposta

  1. A
  2. Irradiação e convecção

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