APSA: “Condução térmica: Bons condutores e maus condutores Convecção Prof. Estagiária Mónica Pereira Núcleo de Estágio Escola Secundária Lima de Freitas 16/03/2011 ACTIVIDADE PRÁCTICA DE SALA DE AULA – FÍSICA ‐ 10.º ANO Condução térmica: Bons condutores e maus condutores Convecção I
MATERIAL: 
Tabuleiro de metal e Placa de cortiça (ambos com a mesma espessura) 
Cubos de gelo (A) Toca com um dedo na superfície da placa de cortiça e depois na superfície do tabuleiro de metal. Regista qual das superfícies parece mais fria e qual das superfícies parece mais quente. Metal mais fria Cortiça mais quente (B) Coloca um cubo de gelo na placa de cortiça e um cubo de gelo no tabuleiro de metal. Observa que a fusão do gelo é mais rápida sobre uma das superfícies. Regista em qual das superfícies é mais rápida a fusão do gelo. Na superfície de metal (C) Representa esquematicamente a situação relativa à placa de cortiça com o cubo de gelo, indicando as transferências de energia sob a forma de calor. Não considerando a transferência de calor do ambiente para a placa de cortiça e para o cubo de gelo T2 > T1 T1
Q T2
(D) Achas que existe contradição entre as observações efectuadas em (A) e (B)? Explica o motivo dessas observações indicando quais as propriedades que as determinam. As propriedades que determinam as observações realizadas em (A) e (B) são as temperatura distintas dos dois corpos em contacto (a mão e a placa de cortiça ou a mão e o tabuleiro de metal em (A); o gelo e a placa de cortiça ou gelo e o tabuleiro de metal) e as diferentes condutividades térmicas da cortiça e do metal. 2 As observações parecem contraditórias mas na realidade não o são, pois em ambos os casos, devem‐se ao facto do metal possuir maior conductividade térmica do que a cortiça ‐ o metal ser melhor condutor térmico do que a cortiça. A sensação de frio observada em (A) para o metal resulta deste conduzir o calor que lhe é transferido da minha mão, a qual está uma temperatura superior à do metal (mão 37 °C e metal à temperatura ambiente  15°C), mais rapidamente do que a cortiça porque possui maior condutividade térmica do que a cortiça. O gelo em (B) derrete mais rapidamente sobre a superfície metálica porque o metal possui maior condutividade térmica do que a cortiça, e assim transfere mais rapidamente calor para o gelo, o qual se encontra a uma temperatura inferior à do metal, do que a cortiça que possui menor condutividade térmica do que o metal. (E) Indica exemplos do quotidiano em que o metal e cortiça sejam preferencialmente utilizados devido às suas respectivas características térmicas. Metal – recipientes para cozinhar alimentos Cortiça – base para recipientes quentes; isolamento do chão das casas (F) Sendo os metais bons condutores térmicos, então porque é que são utilizados metais polidos nos revestimentos interiores e exteriores de alguns recipientes térmicos? Porque embora seja um bom condutor térmico é um bom reflector de radição e assim reduz a energia absorvida/emitida por radiação II
MATERIAL E REAGENTES: 
Permanganato de potássio 
Água 
Lamparina com álcool 
Tripé 
Balão de fundo plano 
Espátula 
Fósforos (A) Monta o tripé e a lamparina com álcool. (B) Transfere uma porção de água para o balão (cerca de ¾ do seu volume). (C) Com a ajuda da espátula, e sem agitar o balão, coloca uns quantos cristais de permanganato de potássio de dentro do balão com água, de forma a que praticamente todo permanganato fique depositado no fundo do balão. (D) Coloca o balão sobre o tripé e acende a lamparina. 3 ACTIVIDADE PRÁCTICA DE SALA DE AULA – FÍSICA ‐ 10.º ANO (E) Representa esquematicamente aquilo que observas. (F) Explica as tuas observações. As partículas da solução corada sobem na zona central do balão porque principalmente junto ao centro da base do balão, mais próximas da fonte de aquecimento, sofrem um aumento da sua temperatura e tornam‐se menos densas e consequentemente sobem. Ao deslocarem‐se para o topo a sua temperatura vai diminuido, tornam‐se então menos densa e descem para a base do balão. Descem junto às paredes do balão porque na zona central encontram uma maior resistência à descida, pois é nesta zona que a maior parte das partículas se movimentam ascendentemente (zona mais próxima da fonte de aquecimento) 4