Trocas de Calor - 7 ano

 Trocas de Calor 

Leia a situação a seguir. 

Antes de sair para um passeio com seus familiares, Fábio encheu uma garrafa com água gelada. Como estava prestando atenção às paisagens durante o passeio, ele se esqueceu de tomar a água.

Quando foi tomar a água da garrafa, percebeu que ela estava à temperatura ambiente. 

1- Explique por que ocorreu variação na temperatura da água que estava dentro da garrafa de Fábio.

Na situação vivenciada por Fábio, ocorreu uma troca de calor entre o ar atmosférico e a água no interior da garrafa, até que as temperaturas de ambos ficassem idênticas.

A transferência de calor entre dois corpos ocorre apenas quando eles têm temperaturas diferentes, pois o calor é transferido de modo espontâneo do corpo de maior temperatura – no caso, o ar atmosférico – para o corpo de menor temperatura – no caso, a água gelada –, até que ambos fiquem com a mesma temperatura. 

Essa situação é chamada equilíbrio térmico. A troca de calor pode ocorrer de três maneiras: por condução, por convecção ou por irradiação térmica. Estudaremos cada uma delas a seguir.

Condução

Por exemplo, quando você segura uma lata de alumínio com a mão, provavelmente você terá a sensação de que esse objeto está com temperatura menor do que a do seu corpo. Essa sensação é resultado da troca de calor entre o objeto e a pele de sua mão. 

 A troca de calor nessa situação acontece por condução, e esse processo ocorre, sobretudo, entre os corpos sólidos.

1- Explique por que nossas mãos ficam aquecidas quando seguramos uma caneca com bebida quente.

A condução térmica, também chamada de difusão térmica, é um tipo de propagação de calor que acontece num meio material decorrente das agitações das moléculas.

Com o aumento da temperatura de um corpo sólido (seja por aquecimento ou contato com outro), a energia cinética também aumenta. Isso resulta numa maior agitação das moléculas.

Lembre-se que o calor é a troca de energia que ocorre entre dois corpos. Assim, para se atingir o equilíbrio térmico (mesma temperatura), o corpo mais quente aquece o corpo mais frio através da transferência de energia térmica.

Isolantes e Condutores Térmicos

A condução térmica depende do material utilizado, visto que alguns conduzem mais energia térmica que outros.

Como o próprio nome indica, um isolante térmico isola a passagem de calor. Os mais utilizados são: plástico, borracha, madeira, lã, isopor, dentre outros.

Por sua vez, os condutores térmicos facilitam a passagem de calor, pois possuem grande condutibilidade térmica. O condutor térmico mais comum é o metal.

Convecção

Observe as imagens a seguir.

Como você deve ter observado nas imagens, em geral, os aquecedores de ar são instalados na parte inferior de um ambiente, já os condicionadores de ar são instalados na parte superior. 

Essa diferença na posição da instalação desses aparelhos está relacionada ao movimento e à temperatura do ar atmosférico nos ambientes em que esses equipamentos são instalados.

Por exemplo, quando o ar atmosférico é aquecido (imagem A), as moléculas que o compõem se movimentam mais rapidamente, afastando-se. Com isso, a massa de ar passa a ocupar um volume maior e torna-se menos densa. 

A menor densidade resulta na subida dessa massa de ar no ambiente, ocupando o lugar da massa de ar que tem a temperatura menor e que, então, move-se para baixo. Quando o ar atmosférico é resfriado pelo condicionador de ar (imagem B), as moléculas que o compõem se movimentam de maneira mais lenta, ficando mais próximas umas das outras. 

Com isso, a massa de ar ocupa um volume menor e torna-se mais densa. A maior densidade resulta na descida dessa massa de ar no ambiente, ocupando o lugar da massa de ar cuja temperatura é mais elevada, que se move, então, para cima. Esse movimento de subida e descida do ar atmosférico, gerado pela diferença de temperatura e densidade, cria as chamadas correntes de convecção.

Assim, tanto o aquecimento quanto o resfriamento do ar atmosférico estão relacionados à propagação de calor por meio da convecção. Esse tipo de propagação de calor ocorre em gases e líquidos e se caracteriza pela movimentação dos átomos e/ou das moléculas que compõem esses fluidos, que estão em diferentes temperaturas.

A propagação de calor por convecção é responsável por diversos fenômenos do cotidiano, como as correntes marítimas e as movimentações de massa de ar quente e frio na atmosfera.

Irradiação

 A propagação de calor também pode ocorrer por meio da irradiação, como é o caso, por exemplo, da transferência de calor da fogueira para a carne durante o churrasco de chão. 

Para entender melhor como ocorre esse tipo de propagação de calor, consideraremos que todo corpo que tem temperatura acima do zero absoluto (0 K - zero Kelvin) emite energia na forma de ondas eletromagnéticas. 

Nas faixas de temperatura comuns no cotidiano, os corpos emitem, sobretudo, radiação infravermelha e, quanto maior a temperatura do corpo, maior é a intensidade dela. 

A radiação infravermelha emitida por um corpo, por exemplo, a fogueira, pode atingir outro corpo – no caso, a carne – e provocar seu aquecimento. 

Esse processo de transferência de calor é chamado irradiação. Como a propagação de calor por irradiação ocorre por meio de ondas eletromagnéticas, não é necessário qualquer meio material para que essa propagação aconteça. Assim, a irradiação de calor também ocorre no vácuo. É dessa maneira que a radiação solar chega à Terra.

👉Trocas de calor e objetos do dia a dia 

Conhecendo como ocorrem as trocas de calor entre os corpos, o ser humano produziu objetos que diminuem essas trocas com o ambiente, conservando a temperatura de seu interior. Um exemplo é a garrafa térmica.

Pesquise como a garrafa térmica conserva a temperatura em seu interior. 

Calor e temperatura - 7 ano

 Calor e temperatura

Ao nosso redor, podemos tocar objetos feitos de diferentes materiais, como canecas de porcelana, copos de vidro, cadernos de papel e chinelos de borracha. 

Termodinâmica, um ramo da Física que nos permite compreender o que ocorre em diversas situações do nosso cotidiano, relacionadas ao calor e à temperatura. 

Para iniciarmos o estudo referente ao calor e à temperatura, analisaremos o que ocorre com a molécula da água quando ela passa do estado físico sólido para o líquido e, em seguida, para o gasoso. Para isso, considere a situação a seguir. 

Uma pessoa inseriu alguns cubos de gelo em uma panela e a colocou sobre a chama de um fogão. Com o passar do tempo, o gelo começou a derreter e, em alguns minutos, toda a água sólida dos cubos de gelo estava no estado líquido. Ainda na panela, a água no estado líquido se aqueceu e passou, de forma lenta, para o estado gasoso. À medida que a temperatura da água aumenta, a energia das moléculas que a compõem também aumenta.

Verifique a seguir a organização das moléculas de água durante a situação descrita anteriormente.

1- Explique o que acontece com as moléculas de água conforme a temperatura aumenta, de A para C. 

2 - A temperatura é uma grandeza física presente em várias situações do nosso cotidiano. Cite duas dessas situações. 

A temperatura está relacionada ao grau de agitação dos átomos ou das moléculas que compõem a matéria, ou seja, à velocidade com que esses átomos e moléculas vibram ou se movem. Quanto maior a temperatura de um corpo, maior é o estado de agitação de seus átomos e de suas moléculas e, consequentemente, maior é a energia cinética dessas partículas. 

Assim, ao analisar as imagens A, B e C, você deve ter notado que, à medida que a temperatura aumenta, verifica-se maior grau de agitação das moléculas de água e maior distância entre elas. 

Quando há diferença de temperatura entre dois ou mais corpos, ocorre a transferência de energia do corpo com maior temperatura para o corpo com menor temperatura. Essa energia em transferência é chamada calor.

Como medir a temperatura

Há milhares de anos o ser humano tem estudado o conceito de temperatura e como medi-la com precisão. As primeiras noções de medida dessa grandeza baseavam-se no sentido do tato, isto é, na sensação térmica, de modo que o objeto era descrito como quente, morno ou frio. No entanto, essa maneira de medir a temperatura é imprecisa, o que pode induzir a erros e/ou acidentes.

Quando tocamos com as mãos um pedaço de madeira e um pedaço de metal ao mesmo tempo, somos induzidos a concluir que o metal está a uma temperatura menor que a da madeira, mesmo que ambos os materiais estejam à temperatura ambiente, ou seja, com temperaturas iguais. Esse fato ocorre por causa da condutividade térmica dos materiais.

Fonte: Superação - Ed. Moderna 

Assista o vídeo!

Bjs da profe!

Substâncias - 6 ano

                              Substâncias - 6 ano

Substâncias

A matéria é constituída de uma substância ou de um conjunto de diferentes substâncias. As substâncias, por sua vez, são formadas por átomos, as menores partículas de um elemento químico e que apresentam todas as características desse elemento.

Por serem exemplos de matéria, os materiais podem ser formados por uma única substância ou por uma mistura de substâncias diferentes. 

A maioria dos materiais encontrados nos ambientes não são puros, ou seja, eles são formados por diversas substâncias misturadas. Considere o exemplo a seguir.

 

Considere uma porção de água pura como na imagem acima, ela é composta apenas por moléculas de água ( H2 O). 

Nesse caso, podemos dizer que nela há apenas uma substância, a água. 

A substância água, por sua vez, é formada por moléculas iguais, constituídas de dois átomos de hidrogênio (H) e de um átomo de oxigênio (O).

Assim, podemos afirmar que substância é qualquer tipo de matéria com composição característica definida, que não varia de uma amostra para outra e que apresenta um conjunto definido de propriedades. 

Logo, diferentes amostras de água pura terão a mesma composição e as mesmas propriedades em toda a sua extensão. As substâncias podem ser simples ou compostas.

Substâncias simples e substâncias compostas

As moléculas das substâncias podem ser formadas por átomos diferentes (H20 - água) ou por átomos iguais (02 - gás oxigênio).

As substâncias simples são aquelas constituídas por um ou mais átomos do mesmo tipo. 

É o caso da molécula de gás oxigênio, formada pela ligação de dois átomos de oxigênio. 

Já as substâncias compostas são constituídas por mais de um tipo de átomo.

É o caso da água, formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio.

Fonte: Superação - Ed. Moderna