Questão FC278403
Quando um líquido entra em contato com uma massa significativamente mais quente que seu ponto de ebulição, uma camada isolante de vapor é produzida entre os dois, evitando queo líq
Termologia
CEBRASPE (CESPE) · 2021
Quando um líquido entra em contato com uma massa significativamente mais quente que seu ponto de ebulição, uma camada isolante de vapor é produzida entre os dois, evitando queo líquido evapore rapidamente. A figura a seguir ilustra um modelo para esse efeito, conhecido como efeito Leidenfrost: uma gota d’água de formato cilíndrico, com densidade d, altura h, área de base A e temperatura Tg, flutua sobre uma camada de vapor com condutividade térmica k, a uma altura Y acima de uma frigideira com temperatura Tf.
Considerando as informações e a ilustração precedentes, julgue o item subsequente, admitindo que a condução seja a principal forma de transmissão de energia da frigideira para a gota.
Se as temperaturas da frigideira Tf e da gota d’água Tg forem constantes durante toda a vaporização da gota d’água, a taxa com que a energia é conduzida da frigideira para a gota será diretamente proporcional a Y.
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Gabarito
Errado
Comentário do professor
Aplicamos a Lei de Fourier para condução através da camada de vapor: a vazão de calor é dada por \( \frac{dQ}{dt}=k\,A\,\frac{\Delta T}{L}\).
Aqui \(\Delta T=T_f-T_g\) é constante, a área é \(A\) e a espessura do meio condutor é \(L=Y\). Substituindo, obtém-se \( \frac{dQ}{dt}=k\,A\,\frac{T_f-T_g}{Y}\).
Logo, a taxa de condução depende de \(Y\) como \(1/Y\): quanto maior a camada de vapor, maior a resistência térmica e menor o fluxo de calor.
Portanto a afirmação é errada: a dependência é inversamente proporcional a \(Y\), não diretamente proporcional (admite-se aqui \(k\) constante e condução dominante).
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