UNICAMP 2016 — questão 53 de Física
Enunciado em texto
Um isolamento térmico eficiente é um constante desafio a ser superado para que o homem possa viver em condições extremas de temperatura. Para isso, o entendimento completo dos mecanismos de troca de calor é imprescindível.
Em cada uma das situações descritas a seguir, você deve reconhecer o processo de troca de calor envolvido.
I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar fluxo de energia térmica até o congelador por [...]
II. O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é por [...].
III. Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por [....].
Na ordem, os processos de troca de calor utilizados para preencher as lacunas corretamente são:
a) condução, convecção e radiação.
b) condução, radiação e convecção.
c) convecção, condução e radiação.
d) convecção, radiação e condução.
(Enunciado: Vestibular Unicamp 2016, 1ª fase — Comvest/Unicamp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNICAMP.
Resolução comentada
O que a questão pede: reconhecer o processo de troca de calor em cada uma das três situações.
Passo 1 — lembrar os três processos:
• condução: a energia passa de partícula em partícula, sem a matéria se deslocar; precisa de um meio material;
• convecção: a energia é levada pelo próprio fluido em movimento (correntes de ar ou de líquido); também precisa de meio material;
• radiação: a energia viaja como onda eletromagnética; é a única que dispensa meio e atravessa o vácuo.
Passo 2 — situação I (geladeira). O congelador fica em cima. O ar em contato com ele esfria, fica mais denso e desce; o ar mais quente de baixo sobe até o congelador. As grades vazadas existem para não bloquear essa circulação do ar: é convecção.
Passo 3 — situação II (vácuo). No vácuo não há partículas para conduzir nem fluido para circular. Só a onda eletromagnética passa: radiação. É assim que o calor do Sol chega até nós.
Passo 4 — situação III (garrafa térmica). O vácuo entre as paredes tira o meio material. Sem ele, não há condução entre a parede de dentro e a de fora. (O vácuo também impede a convecção; contra a radiação, que passa pelo vácuo, a garrafa usa as paredes espelhadas.) Entre as alternativas, a lacuna fica com condução.
Na ordem: convecção, radiação e condução.
⚠️ A armadilha: pensar que as grades das prateleiras são para o metal conduzir o frio, e começar por “condução” (alternativas A e B). A palavra-chave é “vazadas”: o que importa é o ar passar pelos buracos.
A ideia em uma frase: convecção é fluido circulando, condução é contato entre partículas, e radiação é a única que atravessa o vácuo.
Resposta: alternativa D (convecção, radiação e condução).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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