Questão FC714446
Um experimento acerca da propagação do calor é proposto pelo professor durante uma aula de Ciências. Os alunos recebem um material com um esquema da montagem do experimento, que de
Termologia
VUNESP · 2025
Um experimento acerca da propagação do calor é proposto pelo professor durante uma aula de Ciências. Os alunos recebem um material com um esquema da montagem do experimento, que deve ser feita em duas etapas, ilustradas a seguir:
(Disponível em: https://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/fte04. htm#:~:text=A%20propaga%C3%A7%C3%A3o%20de%20calor%20 pode,envolve%20a%20movimenta%C3%A7%C3%A3o%20da%20 mat%C3%A9ria)
Na primeira etapa, um fio de metal é colocado sobre uma lata. Pingam-se gotas de vela com espaçamento constante no fio. Na extremidade do fio, coloca-se uma vela acesa para iniciar seu aquecimento. Na segunda etapa, o fio de metal é substituído por um palito de madeira e os procedimentos seguem como na primeira etapa.
Analisando a proposta do experimento, é possível demonstrar, com seus resultados, que o calor se propaga por
- condução no fio de metal e por convecção no palito de madeira.
- condução no fio de metal e de forma mais rápida do que no palito de madeira.
- convecção no metal, mas não se propaga na madeira.
- convecção a partir da chama da vela, que aquece o fio de metal e o palito de madeira com a mesma velocidade.
- irradiação, derretendo as gotas de vela no sentido da esquerda para a direita.
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Gabarito
B
Comentário do professor
Condução é o mecanismo demonstrado: o calor se transfere ao longo do fio por contato direto entre partículas e, nos metais, por elétrons livres que transportam energia mais eficientemente.
Na montagem, gotas de vela espaçadas funcionam como indicadores de temperatura: quando o calor atinge cada gota, ela derrete e cai. Assim, o tempo até o derretimento mostra a velocidade de propagação do calor ao longo do material.
Metais têm alta condutividade térmica \(k\), enquanto a madeira tem \(k\) muito menor. Pela lei de Fourier, \(q = -k A \frac{dT}{dx}\), para mesma geometria e gradiente, o fluxo de calor é maior no metal, levando ao derretimento mais rápido das gotas.
Portanto, o experimento evidencia a propagação por condução no fio metálico e que essa propagação ocorre mais rapidamente do que no palito de madeira.
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