Questões para discussão em duplas As duplas deverão escrever e apresentar suas respostas.

No café da manhã de Débora, são servidas duas jarras contendo massas iguais de leite, sendo uma de leite gelado e outra de leite fervido. Débora afirma que a jarra com leite gelado tem menos calor que a jarra com leite quente. Ela diz também que a jarra com leite fervido tem maior energia interna que a jarra com leite gelado. As afirmações de Débora estão corretas? Justifique sua resposta. Quando colocamos corpos em um mesmo recipiente termicamente isolado, ocorre transferência de energia térmica entre eles até ser atingido o estado de equilíbrio térmico. Qual a condição necessária para haver calor, ou seja, para ocorrer transferência de energia entre os corpos. Três pequenos cubos feitos de substâncias diferentes e marcados respectivamente com letras que representam a inicial de cada substância componente, M (madeira), A (acrílico) e B (borracha), são colocados em um ambiente termicamente isolado. Unem-se os cubos M e A, que se encontram à mesma temperatura do cubo B. Considerando essa situação, leia as afirmativas abaixo e, em seguida, em seu caderno, classifique cada uma delas como verdadeira ou falsa. Em seguida, justifique sua classificação. Os três cubos têm energia interna nula. Os cubos M e A estão em equilíbrio térmico. A diferença de temperatura entre os cubos A e B é diferente de zero. O calor contido em cada um dos três cubos é o mesmo.

Nos dias quentes de verão, Ricardo dorme coberto somente por um lençol de tecido fino. No entanto, nos dias de frio intenso de inverno, ele se cobre com dois cobertores de lã. Com base em seus conhecimentos a respeito de propagação de calor, explique a escolha do tipo de coberta feita por Ricardo para cada uma das estações. Em um dia frio de inverno, Andrea desloca-se da sala de estar para o banheiro. Ela está descalça e, ao pisar o piso de ladrilhos do banheiro, sente nos pés um frio mais intenso do que sentiu ao pisar no chão de madeira da sala. Explique por que Andrea tem este tipo de sensação, dado que todos os ambientes de sua casa estão à mesma temperatura. Um inexperiente fabricante de panelas está em dúvida sobre o melhor material para produzir recipientes mais eficientes para cozinhar alimentos. Um fornecedor de materiais informa o coeficiente de condutibilidade térmica de dois materiais: o do latão (2,6x10-2 kcal/s.m.ºC) e o do ferro (1,2x10-2 kcal/s.m.ºC). Qual dos materiais o fabricante deve escolher para produzir panelas em que os alimentos sejam cozidos mais rapidamente evitando ao máximo as perdas de calor?

Respostas “... a jarra com leite gelado tem menos calor que a jarra com leite quente”. Erroneamente Débora associa o conceito de calor à temperatura da massa de leite. O calor deve ser relacionado com a energia térmica trocada entre um corpos com temperaturas distintas e não apenas à temperatura de um corpo. Débora também diz que “a jarra com leite fervido tem maior energia interna que a jarra com leite gelado”. Esta afirmação é correta, pois associa o conceito de temperatura ao de energia interna (energia cinética das moléculas + energia potencial de ligação das moléculas), sabemos que aumentando a energia interna de um corpo, necessariamente aumentamos sua temperatura. 2. Necessariamente os corpos devem possuir temperaturas diferentes, sendo que o corpo com maior temperatura perde calor para o corpo de menor temperatura. 3. I. Os três cubos têm energia interna nula. FALSA  Se a energia interna fosse nula, todas as partículas do corpo estariam paradas, o caracterizaria o zero absoluto, ainda inatingível na prática. II. Os cubos M e A estão em equilíbrio térmico. Verdadeira III. A diferença de temperatura entre os cubos A e B é diferente de zero. FALSA  A e B estão a mesma temperatura. IV. O calor contido em cada um dos três cubos é o mesmo. FALSA  O calor não é uma propriedade do corpo, por isso não pode estar contido nele. Calor é energia térmica transferida de um corpo de maior temperatura para um corpo com menor temperatura.

4. Nas noites de calor o tecido fino não dificulta a troca de calor entre o corpo de Ricardo e o ambiente externo. Já nas noites de inverno, o cobertor de lã (isolante térmico) reduz a perda de calor para o ambiente externo, mantendo uma temperatura agradável sob o cobertor. 5. Apesar de os pisos estarem a uma mesma temperatura, são feitos de materiais diferentes. Isto implica em condutibilidades térmicas diferentes. O ladrilho do banheiro parece estar mais frio, pois possui maior condutibilidade térmica que a madeira da sala, logo os pés de Andrea perdem calor mais rapidamente para o piso de ladrilho, esta perda repentina de calor dá a sensação de que o piso esteja mais frio. 6. Considerando que o fabricante quer que o alimento seja cozido mais rapidamente, deve-se escolher um material com maior condutibilidade térmica, logo o latão.