Caro Professor,Em 2009 os Cadernos do Aluno foram editados e distribuídos a todos os estudantes darede estadual de ensino....
GABARITO                      Caderno do Aluno de Física – 2ª série – Volume  SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1  PROBLEMATIZANDO ...
A Física Térmica no dia a diaPágina 5   Como as questões exigem respostas pessoais, seguem algumas definições quepoderão a...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 2  ESTIMANDO TEMPERATURASPágina 6   Exemplo de algumas respostas possíveis:                     I...
Página 71. Espera-se que o aluno retome os conteúdos tratados na Situação de Aprendizagem 1.2. Água do mar < Corpo humano ...
Página 81. Escala Celsius, na qual o ponto de congelamento da água corresponde ao zero e o   ponto de ebulição corresponde...
estão mais afastados uns dos outros e as forças elétricas de interação entre eles sãobem fracas. Assim, eles estão mais li...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 3  CONSTRUINDO UM TERMÔMETROPágina 9 - 12Questões de 1 a 5   Apesar de as respostas serem pessoai...
2. Neste caso, espera-se que as respostas conduzam à ideia de que, com menor agitação   das moléculas, “elas não se afasta...
Dilatação = (tamanho inicial) × (coeficiente de dilatação) × (variação datemperatura)Espera-se que o aluno responda que qu...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 4  REGULANDO A TEMPERATURAPágina 151. Sugestões de resposta: Ferro de passar, freezer, motor de c...
Página 17 -181. Aqui, espera-se que os alunos elaborem respostas semelhantes às fornecidas para a   questão 1 da seção Lei...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 5  RECONHECENDO E PROCURANDO O CALOR: CADÊ O FRIO?Página 19   A categoria 1 (fontes de calor) eme...
moléculas mais próximas e temperaturas mais altas em moléculas mais distanciadas     umas das outras. Consultar ilustração...
Página 231. O objetivo desta questão é fazer com que o aluno entenda que o frio é a sensação que   temos quando nossa temp...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 6     CONDUZINDO, “CONVECTANDO”, IRRADIANDO: É O CALOR     EM TRÂNSITO!Página 24 - 26     Apesar ...
3. Nesta questão espera-se que o aluno entenda que o aquecedor deve ficar embaixo,   próximo ao chão, para que o ar quente...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 7     QUEM LIBERA MAIS CALOR?Página 30 - 31     Apesar das respostas serem pessoais, as questões ...
b) C = 150 cal / ºC     c) C = 9 cal /ºC     d) C = 35,1 cal /ºC     e) 225,9 cal /ºC     f)   252 cal / ºC2.             ...
Página 34         Aqui, espera-se que os alunos elaborem respostas semelhantes às fornecidas paraas 4 questões da seção Le...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 8  O MAIS ENERGÉTICOPágina 36 - 38   Apesar de as respostas serem pessoais, as questões servem pa...
 6400    1 kg/litro, podemos dizer que o álcool libera 5 120 kcal / real        , já a gasolina                       ...
Página 411. Espera-se que o aluno mostre maior clareza na diferenciação dos conceitos de   temperatura e calor e que seja ...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 9  AS BRISASPágina 43 - 44   Apesar de as respostas serem pessoais, as questões servem para norte...
3. A correção desta atividade pode ser usada para explicar mais detalhadamente o calor  latente e processos que passam tan...
Q = 200·0,5·(–10)       Q = –1 000 cal  Agora, basta somar o calor envolvido em cada uma das etapas.       Q = QI + QII + ...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 10     TEMPERATURAS MUITO, MUITO BAIXASPágina 48 - 491. Espera-se que o aluno responda: em ambos ...
A neve se forma quando o vapor d’água cede calor para as camadas superiores de ar   muito frias, formando cristais de gelo...
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 11  MULTINACIONAIS × ONGS: UM CONFRONTO... DE IDEIAS!DebatePágina 52 - 55   Como esta Situação de...
A resposta a essa pergunta conduz novamente      mido ao se aquecer ou resfriar um objeto, é                à discussão ac...
Física – 2a série, 1o bimestre                na combustão de diferentes substâncias e de          respostas das questões ...
INDICADORES DE APRENDIZAGEM                    Com o encerramento deste tema, espera-se      preender o efeito estufa e a ...
Física – 2a série, 1o bimestre                      b)	Determine a temperatura de equilíbrio                              ...
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito

1.356 visualizações

Publicada em

0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
1.356
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
92
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
9
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito

  1. 1. Caro Professor,Em 2009 os Cadernos do Aluno foram editados e distribuídos a todos os estudantes darede estadual de ensino. Eles serviram de apoio ao trabalho dos professores ao longo detodo o ano e foram usados, testados, analisados e revisados para a nova edição a partirde 2010.As alterações foram apontadas pelos autores, que analisaram novamente o material, porleitores especializados nas disciplinas e, sobretudo, pelos próprios professores, quepostaram suas sugestões e contribuíram para o aperfeiçoamento dos Cadernos. Notetambém que alguns dados foram atualizados em função do lançamento de publicaçõesmais recentes.Quando você receber a nova edição do Caderno do Aluno, veja o que mudou e analiseas diferenças, para estar sempre bem preparado para suas aulas.Na primeira parte deste documento, você encontra as respostas das atividades propostasno Caderno do Aluno. Como os Cadernos do Professor não serão editados em 2010,utilize as informações e os ajustes que estão na segunda parte deste documento.Bom trabalho!Equipe São Paulo faz escola. 1
  2. 2. GABARITO Caderno do Aluno de Física – 2ª série – Volume SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1 PROBLEMATIZANDO E CLASSIFICANDO: CADÊ O CALOR CALOR?Página 41. Sol, neve , ar condicionado, aquecedor, ventilador, água, etc.2. Sol aquece os corpos; neve é fria; ar condicionado resfria os ambientes; aquecedor aquece ambientes; ventilador movimenta o ar; água pode aquecer ou resfriar.3. Geladeira; verão; chuveiro; chuva; termômetro. A intenção não é, neste momento, explicar o funcionamento das máquinas, nem dosfenômenos e processos. A ideia é fazer com que surjam condições para que a FísicaTérmica seja tratada como um instrumento de compreensão do mundo. As possíveisquestões acerca do funcionamento dos aparelhos ou outros questionamentos quenecessitem de um maior conhecimento teórico devem ser anotadas para que,posteriormente, possam ser trabalhadas. Abaixo segue exemplo de algumas respostaspossíveis: Máquinas, aparelhos eSubstâncias e materiais Processos e fenômenos sistemas naturais água calor geladeira ar atrito freezer borracha martelada bomba atômica álcool ebulição chuveiro 2
  3. 3. A Física Térmica no dia a diaPágina 5 Como as questões exigem respostas pessoais, seguem algumas definições quepoderão auxiliá-lo na avaliação das respostas dos alunos.1. O calor é a energia em trânsito que flui de uma parte de um sistema para outro, ou de um sistema para outro, em virtude da diferença de temperatura. A energia que passa de um corpo com maior temperatura, para outro corpo com temperatura menor.2. Medida da energia cinética molecular média de um corpo, ou seja, uma medida da agitação média das moléculas de um corpo.3. Estuda o calor, a temperatura, a dilatação térmica, ou seja, fenômenos, conceitos, sistemas e processos relacionados com o calor. 3
  4. 4. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 2 ESTIMANDO TEMPERATURASPágina 6 Exemplo de algumas respostas possíveis: Itens pesquisados Temperatura (oC) Corpo humano 36-37 Golfinho 39-41 Formiga Temperatura ambiente Elefante 37-39 Fotosfera solar 6 000 Planeta Marte –60 Filamento de uma lâmpada acesa 2 600 Forno metalúrgico 3 500-4 000 Forno doméstico 300-350 Interior da geladeira 5-8 Interior do congelador –6 Interior do iglu 15 Dia muito quente Acima de 30 Dia muito frio Abaixo de 10 Água do banho em dia frio 26-29 Leite quente 32-34 Sorvete –6 Núcleo da Terra 7 000 4
  5. 5. Página 71. Espera-se que o aluno retome os conteúdos tratados na Situação de Aprendizagem 1.2. Água do mar < Corpo humano < Água fervendo < Batatas sendo fritas < Chama do gás de cozinhaPágina 81. Esta questão exige um resposta pessoal, mas espera-se que o aluno responda que: quanto maior a agitação das moléculas de um corpo, maior será sua temperatura.2. Esta questão exige um resposta pessoal, mas espera-se que o aluno responda que: quando entramos em contato com um corpo com a temperatura maior do que a nossa, temos a sensação de quente, pois “recebemos calor” desse corpo. Com isso, recebemos energia, o que faz com que haja um aumento na energia de agitação das moléculas de nosso corpo, ou seja, aumenta nossa temperatura. Quando entramos em contato com um corpo com a temperatura menor do que a nossa, temos a sensação de frio, pois “doamos calor” para o corpo, o que diminui nossa temperatura. Portanto, as sensações de quente e frio estão relacionadas com ganho ou perda de energia (calor).3. O objetivo desta questão é nortear a discussão sobre as escalas absolutas. Assim, levando em conta apenas a Física Clássica, o conceito de temperatura mínima está relacionado com a ausência da agitação das moléculas de corpo, ou seja, o zero absoluto. Baseado na ideia de temperatura mínima, temos a escala Kelvin, que adapta a escala Celsius, para que a temperatura mínima tenha valor zero (temperatura absoluta). Podemos também analisar a questão usando a Física Moderna. Levando em conta o princípio da incerteza, uma agitação nula das moléculas é totalmente impossível, já que ao mesmo tempo teríamos a informação, precisas, da posição e momentum da partícula. 5
  6. 6. Página 81. Escala Celsius, na qual o ponto de congelamento da água corresponde ao zero e o ponto de ebulição corresponde ao valor 100.2. Escala Fahrenheit, criada por Daniel Gabriel Fahrenheit (desenvolvedor do termômetro de álcool e de mercúrio) que considerou 0 ºF a temperatura mais baixa que conseguiu atingir numa mistura de gelo e sal marinho (ou sal de amoníaco), e 96 ºF para a temperatura de um corpo humano (depois esta medida foi corrigida para 98,6ºF).3. Escala Kelvin, também chamada de escala absoluta. Esta escala foi criada em 1848 por William Thomson, mais tarde Lord Kelvin, e tem como origem o zero absoluto e adota como unidade o kelvin (símbolo K), cuja extensão por definição é igual à do grau Celsius (ºC). Comparando estas duas escalas, para um mesmo estado térmico, a temperatura absoluta é sempre 273,15 unidades mais alta que a temperatura indicada na escala Celsius.” A tabela abaixo mostra as fórmulas de conversão entre as esclas estudadas Conversão de... ...para Fórmula Fahrenheit Celsius °C = (°F – 32) / 1,8 Celsius Fahrenheit °F = °C × 1,8 + 32 Fahrenheit Rankine °Ra = °F + 459,67 Rankine Fahrenheit °F = °Ra – 459,67 Celsius Kelvin K = ºC + 273,15 Kelvin Celsius ºC = K – 273,153. O objetivo desta questão é nortear as discussões acerca dos estados da matéria. Espera-se que o aluno responda que quando a matéria está no estado sólido, o corpo mantém a forma macroscópica e oferece bastante resistência a deformações. Isso ocorre porque seus átomos estão muito próximos uns dos outros e estão interagindo por forças elétricas intensas. Ainda que estejam vibrando o tempo todo, eles não transladam, e ficam oscilando em torno de uma posição média de equilíbrio. Quando a matéria está no estado líquido, o corpo mantém razoavelmente o volume, já a forma e a posição relativa das moléculas não se mantenham. Isso porque seus átomos 6
  7. 7. estão mais afastados uns dos outros e as forças elétricas de interação entre eles sãobem fracas. Assim, eles estão mais livres para vibrar e podem fazer pequenastranslações. Quando a matéria está no estado gasoso, o corpo mantém a quantidadede matéria, mas varia amplamente a forma e o volume. Isso porque, neste estado, osátomos estão muito distantes uns dos outros, de modo que a força elétrica entre elesquase não existe, assim os átomos podem se mover livremente em qualquer direção.Plasma é um gás eletrizado, constituído por átomos ionizados e com o número deelétrons “perdidos” livres. Forma-se, então, uma distribuição “neutra”, comconcentrações de mesmo número de íons positivos e negativos, mantendocomportamento coletivo neutro, como qualquer outro gás. Contudo, possuipropriedades bastantes diferentes, como condução de corrente elétrica, além de poderser “moldado”por campos elétricos e magnéticos. O plasma é o estado da matériamais abundante no Universo (cerca de 99%), formando o Sol e estrelas. Existemmais dois estados, o condensado de Bose-Einstein e o gás fermiônico, que fogem doescopo deste Caderno. 7
  8. 8. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 3 CONSTRUINDO UM TERMÔMETROPágina 9 - 12Questões de 1 a 5 Apesar de as respostas serem pessoais, as questões servem para nortear a aula, permitindo a compreensão do funcionamento do termômetro. As questões pretendem problematizar o funcionamento do termômetro e a maneira pela qual ele estabelece a medida da temperatura. Além disso, aspectos ligados à sua precisão e sensibilidade também devem ser abordados. É esperado que os alunos, ao realizarem a comparação das medidas feitas pelos seus termômetros e o termômetro comercial, notem que existem diferenças entre os valores. Tais diferenças podem vir de variadas fontes de erro. Procure conduzir uma discussão que, focada nas diferenças entre os materiais utilizados na construção dos termômetros caseiro e comercial e nos métodos de calibragem de ambos, investiga as principais e mais evidentes fontes de erro. Alguns exemplos são: o diâmetro do capilar, a isolação térmica do termômetro, a determinação acurada dos pontos fixos, a medida de temperaturas em sistemas abertos, a determinação precisa da altura da coluna de álcool, as medições feitas para a determinação dos intervalos na coluna de álcool, etc.Página 12 - 131. Esta questão exige uma resposta pessoal. Espera-se que o aluno responda que o diâmetro do buraco irá aumentar. Imagine que todo o contorno do buraco é composto de moléculas, o aumento da temperatura fará com que essas moléculas se afastem umas das outras resultando assim no aumento do diâmetro do buraco. 8
  9. 9. 2. Neste caso, espera-se que as respostas conduzam à ideia de que, com menor agitação das moléculas, “elas não se afastam tanto entre si”, fazendo com que o volume diminua. Um fato interessante e que pode ser discutido com os alunos ocorre com a água, a dilatação anômala. Entre 0º C e 4º C, a dilatação da água é inversa, ou seja, ao diminuir a temperatura, o volume aumenta, e, ao aumentar a temperatura, o volume diminui.Página 141. Espera-se que o aluno responda que: ao vedar bem um termômetro, garantimos que o único caminho para o líquido dilatar é o interior do capilar. Além disso, é preciso garantir a diminuição da troca de calor com o ar, para que o termômetro funcione bem.2. Espera-se que o aluno responda que: o termômetro não mede diretamente a temperatura, o que ele mede é a variação de grandezas físicas mensuráveis, como a altura da coluna de mercúrio que varia por conta da dilatação do mesmo, por exemplo.3. Espera-se respostas que revelem que os alunos entenderam que cada termômetro funciona de acordo com o comportamento térmico de seus materiais. Assim, cada um é mais adequado a uma faixa de temperatura e ao seu uso. Por exemplo, não podemos medir a temperatura de um forno de siderúrgica com um termômetro clínico comum, pois ele simplesmente derreteria.Página 14 A correção desta atividade pode ser usada para explicar mais a fundo a dilataçãotérmica, bem como o cálculo envolvido em exercícios relacionados com este conteúdo.De modo geral: 9
  10. 10. Dilatação = (tamanho inicial) × (coeficiente de dilatação) × (variação datemperatura)Espera-se que o aluno responda que quando levamos em conta apenas a dilatação docomprimento de um dado corpo (um fio, um cabo, um trilho de metrô), temos a dilataçãolinear. Ao usarmos um termômetro,por exemplo, observamos a dilatação linear do mercúrio.Quando levamos em conta apenas a dilatação da superfície de um corpo, ou seja, duasdimensões (chapa de metal, lâmina de vidro, parede), temos a dilatação superficial. Aoaquecermos a tampa de metal de um frasco de vidro, a superfície da tampa aumenta epodemos abrir o frasco mais facilmente. Quando levamos em conta a dilatação do volume deum corpo, temos a dilatação volumétrica. Ela ocorre quando, por exemplo, aquecemos o ardentro de um balão. O ar irá aumentar de volume, fazendo o balão inchar. Entretanto, sediminuirmos sua temperatura, o balão encolherá. A dilatação aparente ocorre porque nãopodemos aquecer ou resfriar um líquido sem um recipiente. Como os recipientes tambémsofrem alterações quando variam de temperatura, o que podemos medir na verdade é adilatação aparente do líquido. Isso pode ser demonstrado quando aquecemos água em umagarrafa, o vidro que a constitui também se dilata. 10
  11. 11. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 4 REGULANDO A TEMPERATURAPágina 151. Sugestões de resposta: Ferro de passar, freezer, motor de carro, forno de padaria, chuveiro, fogão, etc.2. Espera-se que os alunos tragam para a sala de aula dispositivos que tenham lâminas bimetálicas, termopares, materiais cerâmicos etc.3. Espera-se que o aluno relacione as alterações no comportamento dos materiais com a variação de temperatura dos mesmos. Por exemplo, no caso de lâminas bimetálicas, espera-se que o aluno perceba que o aquecimento do material ocasionará uma deformação no mesmo. Tal deformação poderá ser aproveitada para acionar sistemas de refrigeração ou desligar sistemas de aquecimento dos equipamentos.Página 161. A ideia aqui é revelar se os alunos compreenderam que existem situações e sistemas (máquinas, ser humano, alimentos etc.) que exigem determinada faixa de temperatura para que existam ou funcionem de maneira correta. Algumas de nossas proteínas, por exemplo, saem de seu estado enovelado e deixam de exercer suas funções se o interior do corpo atingir temperaturas por volta de 42 ºC.2. Espera-se que o aluno responda que:por serem constituídas de matérias, com diferentes coeficientes de dilatação, ligadas umas às outras, ao serem aquecidas, elas irão dilatar de forma diferente; um lado irá dilatar mais, fazendo a lâmina se curvar.3. Espera-se que o aluno responda que:diferentes metais possuem diferentes coeficientes de dilatação, logo dilatam de forma diferente. Portanto, um prédio poderia sofrer abalos em sua estrutura caso fossem utilizados tipos diferentes de metal. 11
  12. 12. Página 17 -181. Aqui, espera-se que os alunos elaborem respostas semelhantes às fornecidas para a questão 1 da seção Leitura e Análise de Texto da página 16.2. Espera-se que os alunos tenham entendido que esse controle se dá pelo suor, circulação sanguínea, respiração, tremendo o corpo etc.3. Espera-se que o aluno responda que o objetivo é impedir que os trilhos entortem ao se dilatarem por causa de um aumento na temperatura. Comente com os alunos que isso ocorre apenas na malha ferroviária. Já nos trilhos do metrô e, atualmente, nos trilhos mais modernos, não se usa esse recurso. As linhas de metrô não têm folgas, sendo constituídas de trilhos contínuos, e possuem molas de aço para compensar a dilatação4. Sugestões de resposta:Alimentos perecíveis, transporte de órgãos para doação, supercondutores cerâmicos.Página 181. Com esta pesquisa, o ideal é fazer com que os alunos reconheçam que os extremos de temperatura que podemos suportar são determinados pela duração da exposição. Assim, o ser humano suporta temperaturas externas de até 105 °C, por cerca de 15 minutos. Contudo, uma temperatura corporal de 43 ºC é fatal. Já o extremo inferior é mais complicado de se determinar. A menor temperatura já atingida em testes foi de –50 ºC, por 2 minutos. Da mesma forma, o mais importante para a sobrevivência é a temperatura interna do corpo. Ao atingir 30 ºC há perda da consciência e, aos 20 ºC, morte.2. Os seres humanos são mamíferos que têm como característica a manutenção do sangue quente (animais homeotérmicos).Quando temos aumento ou diminuição de temperatura, em geral, podemos interpretar como alguma anormalidade no funcionamento do corpo. Por exemplo, quando temos febre a temperatura do corpo aumenta e isso pode ser um sinal de que estamos reagindo à alguma infecção. 12
  13. 13. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 5 RECONHECENDO E PROCURANDO O CALOR: CADÊ O FRIO?Página 19 A categoria 1 (fontes de calor) emerge nas respostas à questão: o que produz calor [nacozinha]? Devem surgir elementos como fogão, chama, fósforo, isqueiro, forno, micro-ondas etc. Já a categoria 2 (materiais condutores de calor), surge nas respostas àquestão: o que transmite calor? Devem aparecer fogão, panela, vidro, copo, metal etc.Chame a atenção dos alunos para os materiais presentes na lista. A categoria 3(materiais isolantes) deriva da questão: o que é usado para manter a temperatura? Osalunos deverão responder geladeira, freezer, isopor, plástico etc. Mais uma vez, tenteressaltar os materiais envolvidos na listagem. Já as questões: o que retira calor? e o frio?Cadê o frio? deverão apresentar respostas como: geladeira, freezer, gelo, água correnteetc. Essas respostas serão fundamentais para elucidar os processos de troca de calor.Elas devem ser retomadas posteriormente para fazer com que os alunos percebam quenão existe a entidade física “frio”.Página 21 - 231. A resposta desta questão depende da substância que se deseja representar. Como se sabe as diferentes substâncias têm diferentes pontos de fusão e ebulição, para uma dada pressão. Há substâncias que com uma temperatura de -30 ºC estão em estado sólido, ao passo que outras podem estar no estado líquido ou até gasoso com essa mesma temperatura. A ideia do exercício é que os alunos possam fazer representações que mostrem que em geral, temperaturas mais baixas resultam em 13
  14. 14. moléculas mais próximas e temperaturas mais altas em moléculas mais distanciadas umas das outras. Consultar ilustração exemplo na página 7 do caderno do aluno.2. Espera-se que os alunos tenham compreendido que o cobertor não esquenta, pois não é uma fonte de calor. O que ele faz é nos isolar do meio em que estamos, diminuindo a troca de calor, mantendo, assim, nossa temperatura elevada por mais tempo.3. a) De A para B. b) De B para A. c) Na média o calor cedido de A para B é igual ao calor cedido de B para A, devido às temperaturas iguais nos dois corpos. Nestes casos dizemos que não há troca de calor, pois não nenhum corpo aumenta sua quantidade de energia térmica depois de entrarem em contato.4. Espera-se uma resposta que indique que o aluno compreendeu que estes termos para a física não são sinônimos. Temperatura alta significa grande agitação das moléculas. Já o calor é energia térmica em movimento, que passa de um corpo para outro, do mais quente (maior temperatura) para o mais frio (menor temperatura).5. a) Nenhuma. b) De A pra D. c) Nenhuma. d) De B pra D. e) De B pra E.. 14
  15. 15. Página 231. O objetivo desta questão é fazer com que o aluno entenda que o frio é a sensação que temos quando nossa temperatura diminui, que ocorre quando perdemos energia térmica.2. Neste caso, espera-se que o aluno responda que Qquando entramos em contato com um corpo de menor temperatura, há uma parcela de nossa energia térmica que flui para ele, que é o calor. O frio é justamente a sensação que temos ao diminuir nossa temperatura por perdermos energia.Página 23 Nesta pesquisa, o aluno deverá reconhecer que se um corpo B está em equilíbriotérmico com um corpo A e está em equilíbrio térmico com um corpo C, logo o corpo Aestá em equilíbrio térmico com o corpo C. Corpos em equilíbrio térmico têm mesmatemperatura, não ocorrendo aumento e nem diminuição na quantidade de energiatérmica em nenhum deles. 15
  16. 16. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 6 CONDUZINDO, “CONVECTANDO”, IRRADIANDO: É O CALOR EM TRÂNSITO!Página 24 - 26 Apesar das respostas serem pessoais, as questões servem para nortear a aula.Algumas questões, entretanto, envolvem apenas a observação do fenômeno.Página 27 -281. a) Espera-se que o aluno responda que:o processo foi a irradiação. O calor é transmitido por meio de ondas eletromagnéticas. b) Espera-se que o aluno responda que:o processo foi a convecção. A camada de ar que está próxima ao carvão se esquenta e, por isso, tem seu volume dilatado, diminuindo assim sua densidade. Esta camada de ar quente então se desloca para cima, sendo substituída por outra camada de ar mais fria, proveniente da região superior. c) Espera-se que o aluno responda que:o processo foi a condução. O calor é transmitido de molécula para molécula.2. Esta questão é bastante complicada. Assim, faça com que os alunos entendam que o formato da chama de uma vela está relacionado com a convecção. Por causa da combustão do oxigênio, há um aumento na temperatura da camada de ar junto ao pavio, onde ocorre a combustão. Esse processo produz gases com temperatura maior que a do ar ambiente e, portanto, são menos densos. Da mesma forma, a camada de ar próxima também se aquece por radiação, tornando-se também menos densa. Formam-se, assim, correntes de convecção que dão origem ao formato da chama da vela. 16
  17. 17. 3. Nesta questão espera-se que o aluno entenda que o aquecedor deve ficar embaixo, próximo ao chão, para que o ar quente suba e se espalhe pela casa. Já com ar condicionado, deve-se fazer o contrário, colocando-o na parte de cima, para que o ar frio desça e se espalhe pela casa. Em ambos os casos, o processo de convecção é determinante.Página 28 -29• Condução: resposta pessoal, mas espera-se que o aluno responda que na condução o calor é transmitido pelo contato. É o que ocorre com calor que passa da panela para o alimento, da carne para o espeto, da panela para o cabo da mesma.• Convecção: resposta pessoal, mas espera-se que o aluno responda que na convecção o calor é transmitido pelas partículas em movimento. São exemplos convecção: brisa marítima, ar condicionado posicionado na parte de cima do ambiente, aquecedor na parte inferior, ar quente que sobe ao ser aquecido pela chama do fogão.• Irradiação: resposta pessoal, mas espera-se que o aluno responda que na irradiação o calor é transmitido à distância. Podem ser citadas situações de irradiação como: do Sol à Terra, da brasa para a carne, da resistência elétrica de uma torradeira para o pão.Página 29 Com esta pesquisa, o objetivo é fazer com que os alunos compreendam que o ar frioé lançado da parte mais alta da geladeira, e as prateleiras são vazadas para permitir aconvecção. As portas são vedadas, não permitindo a troca de calor com o meio externoatravés de contato. Da mesma forma, a garrafa térmica, mantendo sua temperaturahomogênea, não permite redes de convecção. Ela é vedada e isolada termicamente comvácuo, não permitindo troca de calor por condução. Suas paredes internas sãoespelhadas, não permitindo troca de calor por irradiação. 17
  18. 18. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 7 QUEM LIBERA MAIS CALOR?Página 30 - 31 Apesar das respostas serem pessoais, as questões servem para nortear a aula.Algumas questões, entretanto, envolvem apenas a observação do fenômeno.Página 32 Estas questões devem ser vistas como diagnósticos do que os alunos pensam ecomo se relacionam com o que foi discutido até o momento.1. 5 litros de água.2. 10 garrafas de refrigerante.Página 33 A correção desta atividade pode ser utilizada para explicar mais a fundo a capacidadetérmica e o calor sensível, bem como o cálculo envolvido em exercícios relacionadoscom este conteúdo. Para resolver as questões, indique aos alunos que utilizem os dadosda tabela da página 32.1. C = m·c m = 300 g a) C = 300 cal /ºC 18
  19. 19. b) C = 150 cal / ºC c) C = 9 cal /ºC d) C = 35,1 cal /ºC e) 225,9 cal /ºC f) 252 cal / ºC2. Q = m·c·Δθ = C·Δθ Δθ = 10 ºC a) Q = 300 . 10 = 3 000 cal b) Q = 150 . 10 = 1 500 cal c) Q = 9 . 10 = 90 cal d) Q = 35, 1 . 10 = 300 = 351 cal e) Q = 225,9 . 10 = 2259 cal f) Q = 252 . 10 = 2520 cal3. Q = C·Δθ Δθ = –20 ºC, negativo pois a temperatura diminui. a) Q = –6 000 cal b) Q = –3 000 cal c) Q = –180 cal d) Q = –702 cal e) Q = – 4518 cal f) Q = – 5040 cal4. Espera-se que os alunos compreendam que isso ocorre, pelo fato de a latinha ser melhor condutora de calor do que o plástico. Assim, ela troca calor mais facilmente com nossa mão, o que nos dá uma sensação térmica de frio mais intensa. 19
  20. 20. Página 34 Aqui, espera-se que os alunos elaborem respostas semelhantes às fornecidas paraas 4 questões da seção Leitura e Análise de Texto da página 33.1 Espera-se que os alunos tenham entendido que calor negativo significa que o corpo cedeu energia.2. Q = m·c·Δθ m = 10 000 g c = 1 cal / g ºC (calor específico sensível da água) Δθ = θfinal – θinicial = 36 ºC – 26 ºC = 10 ºC Q = 100 000 calPágina 352. Espera-se que o aluno responda: Homem adulto: aproximadamente entre 2 200 a 2 700 kcal. Mulher adulta: aproximadamente entre 1 800 e 2 200 kcal. Adolescente: aproximadamente entre 2 200 a 3 000 kcal. Criança: aproximadamente entre 1 200 a 2 000 kcal.3. Espera-se que o aluno responda: uma quilocaloria equivale a 1 000 calorias (1 kcal = 1 000 cal). Geralmente, nas tabelas, temos registros em kcal. Grosso modo, atépoderíamos dizer que sim, pois ambas se referem à energia, entretanto, uma é referenteàs propriedades nutricionais dos alimentos (energia ingerida) e, para a Física, caloria é aunidade de medida do calor. 20
  21. 21. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 8 O MAIS ENERGÉTICOPágina 36 - 38 Apesar de as respostas serem pessoais, as questões servem para nortear a aula.Algumas questões, entretanto, envolvem apenas a observação do fenômeno.1 e 2. Serão resolvidas com os dados experimentais.3. Observe se no parágrafo elaborado pelo aluno ele é capaz de relacionar a variação na temperatura da água, causada pela queima do alimento, com a quantidade de energia armazenada no mesmo.4 e 5. A tendência é que os alimentos com maior quantidade de energia liberada na queima engordem mais. No entanto, pode-se problematizar que outros fatores devem ser levados em conta como, por exemplo, a associação de diferentes alimentos,os tipos de açucares e os nutrientes que o alimentos contém e etc. O valor energético de um alimento é um dado importante, porém não é o único a ser levado em conta para se obter uma dieta equilibrada.6. Os diferentes nutrientes carregam diferentes quantidades de energia. Em média 1g de gordura contém 9 kcal, 1 g de proteína ou carboidrato, em média, 4 kcal.Página 38 - 401. O hidrogênio. 11100 111002. Será preciso utilizar  1,73 kg de álcool etílico ou  2,36 kg de álcool 6400 4700 metílico para se obter a mesma liberação de calor de 1 kg de gasolina.3. Álcool = R$ 1,25; Gasolina = R$ 2,50 (valores médios de 2009), portanto, o álcool custa metade da gasolina, considerando ambos com densidade 21
  22. 22.  6400  1 kg/litro, podemos dizer que o álcool libera 5 120 kcal / real   , já a gasolina  1,25   1100  libera 4 440 kcal / real   . Ou seja, comparando-se a energia liberada para cada  2,5  R$ 1,00 gasto, o álcool é aproximadamente 15% mais econômico que a gasolina nas condições apresentadas.Página 40 - 411. Espera-se que os alunos respondam que: O nosso corpo constantemente está consumindo energia, de modo que utilizamos os alimentos para extrair a energia que precisamos para nos manter vivos.2. Espera-se que os alunos respondam que: Não. Afinal, nosso corpo precisa de proteínas, vitaminas, sais minerais e tantos outros nutrientes. A escolha da quantidade de calorias deve ser observada quando se quer adequar a nosso consumo diário, para que não haja excesso nem falta de energia.3. Espera-se que os alunos respondam que: Significa que, um alimento pode fornecer mais energia do que outro durante a sua combustão.4. Espera-se que os alunos respondam que: De maneira metafórica, o calor está para a vida assim como a eletricidade está para os eletrodomésticos. Ou seja, ele é a base fundamental para a nossa existência e sobrevivência.5. Espera-se que os alunos respondam que: Além dos aspectos biológicos, ele está presente em quase todos os processos industriais de bens de consumo que utilizamos. 22
  23. 23. Página 411. Espera-se que o aluno mostre maior clareza na diferenciação dos conceitos de temperatura e calor e que seja capaz de reconhecer diferentes fontes de calor. Além disso, que ele possa reconhecer e diferenciar materiais condutores e isolantes de calor. 2. Espera-se que o aluno responda que uma explicação biológica por nossa predileção por gordura tem relação com o processo de seleção natural. Tanto a gordura quanto o carboidrato são excelentes fontes de energia para o corpo. Assim, nossos antepassados, que ingeriam alimentos com mais calorias, tinham mais energia e, portanto, mais chances de sobreviver do que aqueles que possuíam uma dieta pobre em carboidratos e gordura. 23
  24. 24. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 9 AS BRISASPágina 43 - 44 Apesar de as respostas serem pessoais, as questões servem para nortear a aula.1. A resposta deve obedecer a leitura dos termômetros. O que se espera do experimento é que, devido ao calor específico da areia ser bem menor do que o da água, ela se aqueça mais rapidamente pois precisa de menos energia para elevar a sua temperatura, assim a areia se aquece ( e se resfria) bem mais rapidamente do que a água, já que as duas recebem a mesma quantidade de energia da lâmpada.2. Observe se os alunos são capazes de levantar hipóteses plausíveis para explicar o fenômeno, em particular, problematize que a quantidade de energia cedida pela lâmpada para as duas substâncias deve ser a mesma, no entanto a variação de temperatura é diferente para as diferentes substâncias.Página 44 - 461. Espera-se que o aluno responda quedurante a noite, a temperatura do ar próximo à água é maior que a temperatura do ar próximo à areia da praia (como o calor específico da areia é menor que da água, ele tanto recebe calor mais facilmente como também cede calor mais facilmente, esfriando mais rapidamente que a água). Dessa forma, o ar sobre a água sobe e a brisa sopra da praia para o mar.2. Espera-se que o aluno responda que este fenômeno está diretamente relacionado com o aquecimento global. Maiores temperaturas significam mais energia para as tempestades, mais calor, mais diferenças de temperatura, ventos mais intensos, e situações mais propícias para um desastre. 24
  25. 25. 3. A correção desta atividade pode ser usada para explicar mais detalhadamente o calor latente e processos que passam tanto por alteração de fase quanto de temperatura, bem como o cálculo envolvido em exercícios relacionados com este conteúdo. a) Δθ = θfinal – θinicial = (0 ºC) – (–10 ºC) = 10 ºC Q = m·c·Δθ Q = 100·0,5·10 Q = 500 cal. b) Q = m·L Q = 100·80 Q = 8 000 cal. c) Δθ = θfinal – θinicial = (50 ºC) – (0 ºC) = 50 ºC Q = m·c·Δθ Q = 100·1·50 Q = 5 000 cal.4. Para resolver esta questão, devemos dividir o problema em três etapas. I) Resfriando a água (50 ºC até 0 ºC): Δθ = θfinal – θinicial = (0 ºC) – (50 ºC) = –50 ºC Q = m·c·Δθ Q = 200 . 1. (- 50) Q = –10 000 cal O sinal negativo do calor indica perda de energia, ou seja, o corpo perdeu calor. II) Transformando água em gelo: Q = m·L Q = 200·(–80) sinal negativo no calor específico latente, pois o corpo está perdendo calor Q = –16 000 cal III) Resfriando o gelo (0 ºC até –10 ºC): Δθ = θfinal – θinicial = (–10 ºC) – (0 ºC) = –10 ºC Q = m·c·Δθ 25
  26. 26. Q = 200·0,5·(–10) Q = –1 000 cal Agora, basta somar o calor envolvido em cada uma das etapas. Q = QI + QII + QIII = (–10 000) + (–16 000) + (–1 000) = –27 000 cal5. Espera-se que o aluno responda que o calor em si não é diferente. A diferença na nomenclatura está relacionada com o efeito que o calor exerce sobre o corpo. Quando há mudança de temperatura, utiliza-se o termo o calor sensível, e quando há mudança de estado, o calor latente.6. Espera-se que o aluno estabeleça a relação entre movimento das massas de ar e o próprio mecanismo da convecção.7. Para que essa questão possa ser respondida é importante que as diferenças entre oscalores específicos da areia e da água sejam analisados pelos alunos. Com oaquecimento do Sol a areia varia significativamente sua temperatura, já que seu calorespecífico é baixo. Como a água tem calor específico bem maior, a variação nasua temperatura devido ao calor do Sol é pequena, apesar dela receber a mesmaquantidade de energia por unidade de área que a areia. 26
  27. 27. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 10 TEMPERATURAS MUITO, MUITO BAIXASPágina 48 - 491. Espera-se que o aluno responda: em ambos os casos, o vapor d’água é congelado instantaneamente.2. Espera-se que o aluno responda que:em ambos os casos, a água em contato com camadas frias congela e precipita.Página 501. Espera-se que o aluno responda que isso ocorre por causa do equilíbrio dinâmico, associado à conservação da energia. A mesma quantidade de radiação emitida é absorvida, de forma que os corpos mantêm sua temperatura.2. • Sobre a chuva: espera-se que o aluno responda: O ar aquecido sobe levando consigo vapor d’água que, em grandes altitudes resfria, formando aglomerados de gotículas de água. Quando essas gotículas resfriam a ponto de formar pedras de gelo, estas caem e se liquefazem durante a queda, graças ao atrito com o ar, formando a chuva. • do orvalho: espera-se que o aluno responda: O vapor d’água presente no ar, ao entrar em contato com superfícies muito frias, se condensa, formando as gotículas de água. • da geada: espera-se que o aluno responda: Assim como no orvalho, as superfícies frias condensam o vapor d’água, mas são muito mais frias, estando abaixo de 0 °C. Assim, as gotículas de vapor se congelam imediatamente. • da neve: espera-se que o aluno responda: 27
  28. 28. A neve se forma quando o vapor d’água cede calor para as camadas superiores de ar muito frias, formando cristais de gelo que caem sobre a Terra em forma de flocos de neve.Página 50 - 511. ONG – essa sigla significa organização não governamental. A ONGs são organizações da sociedade civil que desenvolvem ações em diferentes áreas com o objetivo de modificar certos aspectos da sociedade.2. As multinacionais são empresas que se instalam em diversos países para produzir e comercializar seus produtos. 28
  29. 29. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 11 MULTINACIONAIS × ONGS: UM CONFRONTO... DE IDEIAS!DebatePágina 52 - 55 Como esta Situação de Aprendizagem traz um debate, o importante é permitir afluência da atividade, incentivando os alunos a desenvolverem suas argumentações.Página 561. Espera-se que o aluno responda que o efeito estufa é o aumento da temperatura do planeta Terra devido à radiação solar que incide nele, mas não consegue sair da atmosfera.2. Espera-se que o aluno responda que a camada de ozônio é uma camada na atmosfera que funciona como filtro da radiação que incide sobre a Terra.3. Espera-se que o aluno responda que o aquecimento global é o aumento da temperatura média do planeta. AJUSTES Caderno do Professor de Física – 2ª série – Volume 1 Professor, a seguir você poderá conferir alguns ajustes. Eles estão sinalizados a cadapágina. 29
  30. 30. A resposta a essa pergunta conduz novamente mido ao se aquecer ou resfriar um objeto, é à discussão acerca da constituição dos mate- preciso também considerar sua massa. Daí o riais. Substâncias diferentes são constituídas cuidado em escolher as bolinhas com massa de moléculas com massas diferentes. Reto- bem próximas nesta atividade. Tem-se assim mando o modelo cinético-molecular, temos a condição para trabalhar o conceito de ca- que, ao atingir uma determinada temperatura, pacidade térmica. todas as moléculas que constituem um mate- rial têm, em média, a mesma energia cinética, Exemplifique o conceito de capacidade a mesma energia de movimento. Um grama de térmica a partir de fatos corriqueiros, como: um material formado por moléculas de massa O que demora mais para ferver, 1 litro ou 5 li- pequena conterá um número maior de molé- tros de água? O mesmo tipo de pergunta pode culas do que 1 grama de outro material for- ser feito para discutir o resfriamento: Onde é mado por moléculas de massa maior. Assim, necessário mais gelo – para resfriar uma garra- para elevar 1 ºC a temperatura de 1 grama é fa de refrigerante ou para resfriar dez garrafas? necessário fornecer uma maior quantidade de Com isso, os alunos podem perceber que quan- calor para aquele material que contenha um to maior a massa de uma substância, maior é a número maior de moléculas, já que aumentar quantidade de moléculas que a compõe e, con- a temperatura implica aumentar a energia ci- sequentemente, maior é a quantidade de calor nética de cada uma delas. que o corpo deve receber ou ceder para fazer com que todas as moléculas vibrem mais ou Como o calor específico depende da cons- menos, aumentando ou diminuindo sua tem- tituição, é possível compreender que ele terá peratura. O produto do calor específico de valores diferentes para cada estado da maté- uma substância pela sua massa (m ∙ c) é co- ria. Assim, o calor específico da água varia nhecido como capacidade térmica (C). quando ela se encontra em estado líquido, sólido ou gasoso, visto que em cada um des- Na próxima aula, faremos um experimento ses estados as moléculas interagem de dife- no qual será possível avaliar, de uma maneira rentes formas. simples, a quantidade de energia liberada na combustão de alguns alimentos. Para enrique- Como o calor específico de uma substân- cer as discussões, peça aos os alunos que tra- cia relaciona a energia necessária para elevar gam de casa rótulos de diferentes alimentos, a 1 ºC a temperatura de 1 grama dessa subs- fim de se observar o conteúdo energético e sua tância, para poder quantificar o calor consu- composição nutricional. Situação de aprendizagem 8 O MAIS ENERGÉTICO Esta Situação de Aprendizagem possibili- no alimento. O conhecimento da energia ta avaliar, de uma maneira simples, a quan- ­ iberada pelos alimentos auxilia no entendi- l tidade de energia liberada na combustão de mento dos processos termodinâmicos reais, alguns alimentos. A queima desses alimentos permitindo extrapolar para o estudo da pro- é capaz de aquecer uma quantidade de água dução de calor na combustão e dos processos previamente determinada. Com a medida do de transformação de energia, essenciais para aumento da temperatura da água é possível o dimensionamento e o funcionamento das estimar a quantidade de energia que existia máquinas e na própria manutenção da vida 36FISICA_2ª série_1º bi.indd 36 12/14/09 3:27:04 PM
  31. 31. Física – 2a série, 1o bimestre na combustão de diferentes substâncias e de respostas das questões contidas no roteiro e analisar a relação entre a energia liberada e a na elaboração de sínteses de observações, aná- fonte nutricional dos alimentos. lises e soluções. É possível também avaliar a variedade e a qualidade das manifestações dos Os alunos podem ser avaliados, de maneira alunos durante a realização das atividades em coletiva ou individual, por meio da execução termos de sua postura em relação aos colegas das experiências propostas ao longo das au- e a você e de seu envolvimento e de sua com- las, bem como pelo uso correto de conceitos preensão dos procedimentos e conceitos físi- físicos e da linguagem culta e científica nas cos envolvidos nas atividades. Propostas de questões para aplicação em avaliação 1. Ao se lesionar, um atleta faz uso de uma faz em grandes tanques, suficientemente bolsa de água quente para auxiliar sua re- oxigenados, conhecidos como biorreato- cuperação. Sendo assim, ele envolve seu res. Devido ao grande volume de nutrien- tornozelo com uma bolsa de água quente tes e micro-organismos, a quantidade de que contém 600 g de água a uma tempera- energia térmica liberada por unidade de tura inicial de 50 °C. Depois de 2 horas, ele tempo neste processo aeróbico é grande e observa que a temperatura da água é de 36 exige um sistema de controle da tempera- °C. Sabendo que o calor específico da água tura para mantê-la entre 30 °C e 36 °C. Na é 1,0 cal/g °C, determine qual é a perda mé- ausência desse controlador, a temperatu- dia de energia da água a cada segundo. ra do meio aumenta com o tempo. Para estimar a taxa de aquecimento nesse caso, Q = mcΔθ considere que a cada litro de O2 consumi- Q = 600 . 1 . (36 – 50) do no processo aeróbico sejam liberados Q = 600 . (– 14) aproximadamente 48 kJ de energia térmi- ca. Em um tanque com 500 000 litros de Q = – 8 400 cal — quantidade de calor cedida cultura, que pode ser considerado como em 2 h meio aquoso, são consumidos 8 750 litros Assim, por hora temos: 8 400 = 4 200 cal/h ➝ de O a cada minuto. Se o calor específico 2 1h = 3 600s da água é 4,2 J/g °C, calcule a variação 4 200  1,17 cal/s da temperatura do meio a cada minuto do 3 200 processo. 2. (Unesp-2007) Antibióticos podem ser pro- Q = m . c . Δθ Assim, substituindo os valores duzidos induzindo o crescimento de uma disponíveis na questão, temos: cultura de micro-organismos em meios contendo nutrientes e oxigênio. Ao cres- (8 750)(48 000) = (500 000 000)(4,2) Δθ cerem, esses micro-organismos respiram logo, Δθ = 0,2 ºC e, com a oxigenação, retiram energia dos alimentos, que parte será utilizada para 3. Leia as informações a seguir: a sua sobrevivência, e a restante liberada na forma de energia térmica. Quando os I – Para resfriar garrafas com refrigerante antibióticos são produzidos em escala in- em um isopor, devemos colocar o gelo so- dustrial, a cultura de micro-organismos se bre as garrafas. 41FISICA_2ª série_1º bi.indd 41 12/14/09 3:27:04 PM
  32. 32. INDICADORES DE APRENDIZAGEM Com o encerramento deste tema, espera-se preender o efeito estufa e a camada de ozônio, que os alunos estejam aptos a utilizar os con- sabendo diferenciá-los; analisar a relação entre ceitos de calor específico e capacidade térmica necessidade energética na sociedade e a emis- para explicar fenômenos atmosféricos; identi- são de gases poluentes na atmosfera. ficar a importância da condução, convecção e irradiação em sistemas naturais e fenômenos Os alunos podem ser avaliados, de maneira climáticos. Eles também deverão ser capazes coletiva ou individual, por meio da execução de identificar os processos de troca de calor das experiências propostas ao longo das au- e as propriedades térmicas das substâncias las, bem como pelo uso correto de conceitos e ­ nvolvidas nos diversos fenômenos atmosféri- físicos e da linguagem culta e científica nas cos; compreender os processos de formação de respostas das questões contidas no roteiro e fenômenos climáticos, como chuva, orvalho, na elaboração de sínteses de observações, aná- geada e neve e compreender as transforma- lises e soluções. É possível também avaliar a ções de estado durante o ciclo da água. Os alu- variedade e a qualidade das manifestações dos nos também devem ter condições de avaliar e alunos durante a realização das atividades em comparar a quantidade de energia liberada na termos de sua postura em relação aos colegas combustão de diferentes substâncias; analisar e ao professor; de seu envolvimento e de sua o uso de diferentes combustíveis, consideran- compreensão dos procedimentos e conceitos do suas relações com o meio ambiente; com- físicos envolvido nas atividades. PROPOSTAS DE QUESTÕES PARA APLICAÇÃO EM AVALIAÇÃO 1. (Fuvest - 2002) As curvas A e B na figura T (ºC) representam a variação de temperatura 320 (T) em função do tempo (t) de duas A 280 substâncias A e B, quando 50 g de cada 240 uma são aquecidos separadamente, a 200 partir da temperatura inicial de 20 ºC, na fase sólida, recebendo calor em uma taxa 160 B constante de 20 cal/s. 120 80 Considere agora um experimento em que 40 50 g de cada uma das substâncias são colocados em contato térmico em um 0 20 40 60 80 100 120 140 t (s) recipiente termicamente isolado, com a substância A à temperatura inicial TA = a) Determine o valor do calor latente de 280 ºC e a substância B à temperatura fusão lB da substância B. inicial TB = 20 ºC. 58FISICA_2ª série_1º bi.indd 58 12/14/09 3:27:04 PM
  33. 33. Física – 2a série, 1o bimestre b) Determine a temperatura de equilíbrio a) das chuvas ácidas, que decorrem da li- do conjunto no final do experimento. beração, na atmosfera, do dióxido de carbono resultante dos desmatamentos c) Se a temperatura final corresponder por queimadas. à mudança de fase de uma das subs- tâncias, determine a quantidade dessa b) das inversões térmicas, causadas pelo substância em cada uma das fases. acúmulo de dióxido de carbono resul- tante da não-dispersão dos poluentes 1a) Substância B para as regiões mais altas da atmosfera. Q = m.LB e Q = Pot. Δt logo, m.LB = Pot.Δt c) da destruição da camada de ozônio, causada pela liberação, na atmosfera, Assim, 50.LB = 20 (90 – 30) ➩ LB = 24 do dióxido de carbono contido nos ga- cal/g ses do grupo dos clorofluorcarbonos. 1b) d) do efeito estufa provocado pelo acúmu- lo de carbono na atmosfera, resultan- Esfriar A de 280 ºC Aquecer B até 80 ºC te da queima de combustíveis fósseis, até 80 ºC como carvão mineral e petróleo. QAA = mAcAΔTA = 50 . 0,10 . (80 – 280) QBA = mAcAΔT = 50.0,20.(80 – 20) QA = –1 000 cal QB= 600 cal e) da eutrofização das águas, decorrente da Q = QAA + QBB = –1 000 + 600 Q = –400 cal dissolução, nos rios, do excesso de dióxi- do de carbono presente na atmosfera. Essa energia será utilizada para a fusão de B: 3. Estufas de plantas são utilizadas para pro- duzir ambientes fechados com temperatu- Q = m . LB ➩ 400 = m 24 ➩ m = 50/3 g ras mais elevadas do que as temperaturas Note que a fusão foi parcial. Assim, no final externas. Elas são feitas, em geral, com a temperatura será de 80 ºC. o uso de vidros ou lonas plásticas e são encontradas em áreas rurais, em jardins 1c) A substância B mudou de fase. b ­ otânicos etc. Essa elevação de temperatu- mB(líquido)= 50/3 g ra acontece devido ao fato de que: mB(sólido)= 50 – 50/3 = 100/3 g a) o ar preso no interior da estufa tem seu calor específico aumentado. 2. (Enem - 2006) As florestas tropicais úmi- das contribuem muito para a manutenção b) a camada inferior da cobertura se aque- da vida no planeta, por meio do chamado ce muito e isola o ambiente. sequestro de carbono atmosférico. Re- sultados de observações sucessivas, nas c) o ar entra em estado de sobrefusão e últimas décadas, indicam que a Floresta com isso aumenta a temperatura. Amazônica­ é capaz de absorver até 300 milhões de toneladas de carbono por ano. d) a radiação visível penetra mais facilmen- Conclui-se, portanto, que as florestas te na estufa do que as radiações infraver- exercem importante papel no controle: melhas. 59FISICA_2ª série_1º bi.indd 59 12/14/09 3:27:04 PM

×