3 preguntas sobre transferencia de calor
1. Mira a seguinte imaxe!
Se se colocan tres tubos nunha caixa de vidro pechada, como se mostra na imaxe. O fume dun rolo de papel colócase no extremo do tubo B e entra a través del, e despois o fume sairá de novo a través dos tubos A e C, como se mostra na imaxe. Este evento ocorre debido á transferencia de calor por...
A. convección
B. condución
C. indución
D. radiación
Discusión
Este fenómeno ocorre debido á transferencia de calor por convección. A transferencia de calor por convección é a transferencia de calor acompañada do movemento de materia. Algúns exemplos de transferencia de calor por convección inclúen o vento, a auga fervendo ou o movemento do fume, como se mostra na imaxe de arriba.
Como se explica o movemento do fume como se mostra na imaxe de arriba? Dentro dunha caixa de vidro pechada, hai unha candea acesa. A chama da candea quenta o aire circundante, aumentando a temperatura do aire dentro da caixa de vidro. Este aumento de temperatura fai que o aire se expanda (aumente de volume). Esta expansión fai que a densidade do aire diminúa. Polo tanto, a densidade do aire fóra da caixa de vidro é maior que a densidade do aire dentro da caixa de vidro. Os gases móvense naturalmente desde zonas con alta densidade de aire a zonas con baixa densidade de aire. Esta diferenza na densidade do aire fai que o fume flúa desde fóra da caixa de vidro, que ten unha alta densidade de aire, cara á caixa de vidro, que ten unha baixa densidade de aire.
Unha vez dentro da caixa de vidro, a chama da candea quenta o fume, aumentando a súa temperatura e o seu volume. Isto aumenta a densidade do fume, facendo que se mova cara arriba cara a zonas con menor densidade de aire. Lembra que canto máis alto estea un lugar sobre o nivel do chan, menor será a densidade do aire porque a forza da gravidade diminúe.
A resposta correcta é A.
2. Presta atención á seguinte afirmación:
1. A auga da tixola ferve porque está quente.
2. Durante o día a sensación de calor é maior que pola noite.
3. Os utensilios de cociña xeralmente teñen mangos de madeira ou plástico.
4. A candea acesa derreterase ata que se acabe.
Da afirmación que afirma que o efecto da radiación é o número...
A. 1 e 3
B. 1 e 4
C. 2 e 4
D. 2 e 3
Discusión
Afirmación 1: A auga da tixola ferve porque se quenta.
É certo que parte da calor se transfire da chama ao recipiente por radiación e parte da calor tamén se transfire do recipiente á auga por condución. Pero a auga fervendo é un resultado directo da transferencia de calor por convección.
Afirmación 2: Durante o día a sensación térmica é maior que pola noite.
O sol incide sobre a superficie terrestre durante o día a través da radiación.
Afirmación 3: Os utensilios de cociña adoitan ter mangos de madeira ou plástico.
Se o mango do utensilio de cociña é de metal, as mans do cociñeiro quentaranse porque a calor ou a temperatura se transfire por condución a través do mango do utensilio de cociña.
Afirmación 4: Unha candea acesa derreterase ata que se esgota.
A cera fúndese debido á transferencia de calor por radiación da chama á cera.
Entón, as afirmacións que son os efectos da radiación son 2 e 4.
A resposta correcta é C.
3. O evento de convección correcto en líquidos móstrase na imaxe...
Discusión
A transferencia de calor por convección é a transferencia de calor acompañada do movemento de materia. Algúns exemplos de convección natural son a ebulición da auga durante o quecemento ou a formación de brisas terrestres e mariñas.
No proceso anterior, a calor móvese inicialmente do lume ao recipiente por condución e, do mesmo xeito, a calor móvese do recipiente á auga por condución. A continuación, a calor móvese das moléculas de auga a outras moléculas de auga por convección.
A auga preto do fondo do recipiente está máis quente, expandíndose e diminuíndo a súa densidade. Pola contra, a auga que está enriba, ou a auga na superficie, está máis fría e, polo tanto, ten unha densidade maior.
A auga do fondo do recipiente ten unha densidade menor, o que fai que flote e sexa substituída pola auga de maior densidade que hai enriba. Este movemento de auga no recipiente continúa ata que toda a auga alcanza a mesma temperatura ou ferve.
Un diagrama máis preciso que describe o proceso de convección da auga nun recipiente está na resposta C. A razón é que a auga máis quente que se expandiu móvese inmediatamente cara arriba e non se move primeiro cara aos lados.
A resposta correcta é C.
