Questão 2249089

• Banca: IESES
• Órgão: BAHIAGÁS
• Ano: 2016
• Provas: IESES - 2016 - BAHIAGÁS - Analista de Processos Tecnológicos - Engenharia
• Disciplina: Engenharia Mecânica
• Assuntos: Termodinâmica; Transferência de Calor (Condução, Convecção e Radiação)

A Lei de Fourier é a expressão que define uma importante propriedade dos materiais, a condutividade térmica. Em geral, a condutividade térmica de um sólido é maior do que a de um líquido, que, por sua vez, é maior que a de um gás. Isso se deve por quê:

• A. O coeficiente de transferência de calor por convecção é maior nos sólidos.
• B. Nos sólidos não ocorre turbulência, como no escoamento de líquidos e gases.
• C. As forças intermoleculares são maiores nos sólidos.
• D. Nos gases e líquidos não se identifica o fenômeno de condução, apenas convecção.
• E. Um corpo sólido apresenta uma área superficial definida, diferentemente do que acontece nos líquidos e gases.

Gabarito: C

Comentários

• Condução ocorre em todas as formas de matéria, sólidos, líquidos, gases e plasmas, mas não requer qualquer movimento macroscópico de massa da matéria condutora, mas apenas de seus componentes subatômicos ou sua vibração, em escala microscópica. A condução é o meio mais importante de transferência de calor dentro de um sólido ou objetos sólidos em contato térmico. A condução é maior nos sólidos, porque a rede espacial de relações relativamente fixas entre os átomos contribui para a transferência de energia entre eles por vibração.[3][4][5]

  A transferência inter-molecular de energia pode ser primariamente por impacto elástico como em fluidos ou por difusão de elétrons livres como em metais ou vibração de fônons como em isolantes. Em isolantes o fluxo de calor é conduzido quase inteiramente por vibração de fônons.

  https://pt.wikipedia.org/wiki/Condu%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmica

• Pelo fato de as distâncias intermoleculares serem maiores nos gases e líquidos, as forças intermoleculares são menores. Logo, qualquer agitação térmica demora mais tempo para se propagar de molécula a molécula. Deste modo, a alternativa correta é a "c".

  Para as outras alternativas:

  letra a: o coeficiente de convecção é o menor nos sólidos, visto que o deslocamento de matéria é praticamente nulo nesse estado;

  letra b: a condutividade deveria ser maior caso ocorresse turbulência; a alternativa diz o contrário;

  letra d: a condução se faz presente tanto em sólidos quanto em líquidos;

  letra e: a condutividade não tem relação com a área de sólidos e líquidos. Ela depende, porém, da fase do material e da estrutura dele.

• O fluxo térmico por condução aumenta com o aumento da condutividade térmica. Em geral, a condutividade térmica de um sólido é maior do que a de um líquido, que, por sua vez, é maior do que a de um gás. A condutividade térmica de um sólido pode ser mais do que quatro ordens de grandeza superior à de um gás. Essa tendência se deve, em grande parte, à diferença no espaçamento intermolecular nos dois estados. (Incropera)