Exercícios: Equilíbrio termodinâmico e sensação térmica

Explique com suas palavras a diferença entre temperatura e calor. Use como exemplo uma xícara de café quente deixada sobre a mesa de uma sala mais fria.

Pedro colocou um copo com suco bem gelado sobre a mesa e o deixou lá por bastante tempo. Ao final, o suco e o ambiente estavam com a mesma temperatura. Como se chama essa situação em que não há mais troca de calor líquida entre o suco e o ambiente? Para qual lado o calor foi passando enquanto o suco esquentava?

Em um dia de inverno em Porto Alegre, a temperatura do ar medida por um termômetro era de 12 °C, mas Beatriz disse que a sensação era de muito mais frio por causa do vento forte. A sensação térmica é uma medida da temperatura ou uma percepção do corpo humano? Responda e justifique em uma ou duas frases.

Miguel tem duas panelas: uma com 1 litro de água a 80 °C e outra com 5 litros de água também a 80 °C. Ele diz que, como a temperatura é a mesma, as duas contêm a mesma quantidade de calor para ceder ao ambiente. Você concorda com Miguel? Explique a diferença entre temperatura e energia térmica envolvida nesse caso e diga qual panela levará mais tempo para esfriar, justificando.

Larissa entrou em uma sala com piso de cerâmica e tapete de lã, ambos na mesma temperatura, e andou descalça. Ela sentiu a cerâmica mais fria que o tapete. Explique por que isso ocorre, diferenciando temperatura de sensação térmica, e diga o que aconteceria com a sensação dela se ela medisse a temperatura de cada um com um termômetro.

Em um dia de verão no Rio de Janeiro, a temperatura do ar é de 32 °C. Na praia, uma pessoa sente mais calor quando o ar está muito úmido e sem vento do que quando o ar está seco e com brisa, mesmo com os termômetros marcando o mesmo valor. Explique esse fato relacionando a sensação térmica à troca de calor entre o corpo e o ambiente, incluindo o papel da evaporação do suor.

A vida na Terra depende de um equilíbrio entre a energia que o planeta recebe do Sol e a que ele devolve ao espaço, além do efeito da atmosfera e dos oceanos na distribuição do calor. Argumente sobre a importância desse equilíbrio para a manutenção de temperaturas adequadas à vida. Em seguida, compare uma região litorânea e uma região do interior do continente, explicando por que a variação de temperatura entre o dia e a noite costuma ser menor no litoral, e relacione isso ao papel dos oceanos no equilíbrio térmico do planeta.

Uma máquina térmica, como o motor de um carro a etanol, usa o calor liberado na queima do combustível para realizar trabalho. Nem todo o calor é convertido em movimento: uma parte é cedida ao ambiente, e por isso o motor precisa de um sistema de arrefecimento (radiador). Analise esse funcionamento explicando o que ocorreria se o motor não pudesse ceder calor ao ambiente, e discuta como a ideia de que o calor passa espontaneamente do corpo mais quente para o mais frio, até o equilíbrio térmico, limita o aproveitamento da energia. Indique também uma consequência ambiental do uso dessas máquinas e uma medida para reduzi-la.