1. 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:
    A. condução do ar e por convecção da água.
    B. por radiação do Sol e por condução da água.
    C. por radiação do Sol e por convecção da água.
    D. por condução do ar e da água.
    E. por convecção do ar e da água.
  2. Considere duas casas construídas com materiais diferentes nas dimensões de 15 m de comprimento, 9 m de largura e 0,20 \mathrm{~m} de espessura. As duas casas têm as mesmas dimensões, entretanto uma casa é constituída de paredes de tijolos e a outra é de madeira de carvalho. Considerando que a temperatura interna das duas casas esteja em 22^{\circ} \mathrm{C}, e, ao anoitecer, a temperatura externa diminui para 15^{\circ} \mathrm{C}, qual das duas casas manterá a temperatura interna por mais tempo? Utilize \mathrm{k}= 0,72 \mathrm{~W} / \mathrm{mK} para o material tijolo e \mathrm{k}=0,17 para o material madeira.
    A. A casa com paredes de tijolo, pois o maior valor da condutividade térmica do material obedece a Lei de Fourier da condução térmica do material.

Passo 1

Questão 2: O enunciado fala da variação diária de temperatura do ar (dia-noite) e da circulação de correntes oceânicas (como a corrente do Golfo). Na atmosfera, a energia chega do Sol; nos oceanos, o calor se redistribui por movimentos de massa de água.

Passo 2

Na atmosfera, a transferência de calor do Sol para a Terra se dá por radiação, pois envolve a propagação de energia eletromagnética mesmo através do vácuo. Nas correntes oceânicas, a troca de calor entre massas de água ocorre por convecção, pois envolve transporte de energia pelo movimento do fluido.

Passo 3

Questão 3: Temos duas casas com mesmas dimensões (paredes de espessura L=0,20,m e área total A igual para as duas), temperatura interna T_{\rm in}=22^\circC e externa T_{\rm out}=15^\circC. A taxa de perda de calor por condução é dada pela Lei de Fourier:
\frac{Q}{t} = k\,\frac{A\,(T_{\rm in}-T_{\rm out})}{L}.

Passo 4

Como A, L e \Delta T=(T_{\rm in}-T_{\rm out}) são iguais, a razão da perda de calor entre as casas é diretamente proporcional à condutividade k. Temos \,k_{\rm tijolo}=0{,}72,W/mK e \,k_{\rm madeira}=0{,}17,W/mK.
Logo, a casa de madeira, com menor k, perde calor mais lentamente e mantém o interior quente por mais tempo.

Resposta

Questão 3: A casa com paredes de madeira de carvalho.

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