TEIA DO SABER – Prof a Paula Maria Neves Rodrigues Fernandes 8 FRIO ... CALOR ... SUOR ...CALORIA... Por que sentimos frio ou calor? Por que ficamos todo arrepiado e trememos de frio? Quais são os mecanismos que geram, em nós, o suor e qual a sua função? E a febre? O que é calor? Qual a relação entre as calorias dos alimentos e o metabolismo animal? Como o calor se transfere de um lugar para outro? O frio De início, devemos lembrar que o ser humano é um animal homeotérmico, ou seja, existe uma estreita faixa de temperaturas --- que fica ao redor dos 36,1 o C --- dentro da qual nosso corpo consegue funcionar adequadamente, regulando as funções de nossas células; fora desta faixa, problemas graves podem ocorrer e até mesmo ocasionar a morte. Para evitar que nossa temperatura corporal saia fora dessa estreita faixa, nosso organismo criou mecanismos de defesa. Quando o ambiente está frio, e começamos a perder calor para ele, são acionados, de início, os horripiladores, pequeninos músculos que ficam na raiz de cada pelo que temos espalhados pelo corpo. Esse acionamento causa de imediato o conhecido arrepio, uma onda de trepidação muscular pelo corpo todo. A tremedeira, que logo depois se estende a outros músculos, é nossa primeira proteção, pois tremer é um processo mecânico para gerar calor. Além disso, os pelos eriçados colaboram na retenção de uma camada de ar junto à pele e, como o ar é um bom isolante térmico, eis nosso primeiro agasalho natural. Quanto mais pelo, mais ar é aprisionado e tanto melhor será esse agasalho natural. Nas aves, tal agasalho é constituído pelas penas. Outra proteção natural do corpo é o embolar ; fechamos as mãos, cruzamos os braços, encolhemos as pernas e curvamos o corpo --- tudo isso para diminuir a superfície externa exposta --- quanto menor a superfície exposta, menor será a área pela qual o calor pode escapar para o ambiente. No frio, o gato dorme todo enrolado, os bois se juntam ao máximo e você se encolhe todo sob os cobertores. O segredo é diminuir a superfície exposta! Quando isto não for suficiente, teremos que apelar para os agasalhos --- eles engrossam as camadas de ar ao redor de nossa pele proporcionando maior isolamento térmico. Cobertores não "esquentam" ninguém! Eles apenas aprisionam uma boa camada de ar ao nosso redor e, como o ar aprisionado é um bom isolante térmico, impede a perda de calor do corpo para o ambiente. O calor A transferência de energia de um corpo a outro, devida apenas à diferença de temperatura entre eles é o calor, ou energia térmica. Pode-se dizer, então que calor é energia em transito! E quando sentimos calor? Aí inverte tudo: agora é a vez do nosso corpo receber calor do ambiente que está mais quente do que nós próprios. Que fazer para remediar este acréscimo exagerado de calor que recebemos do ambiente? Devemos dar um jeito de jogar calor para fora do corpo. Lá vem nossa proteção: o sangue intensifica sua técnica de fluir e passa a irrigar partes mais próximas da pele --- é aquele vermelhão que começamos a ver e sentir na pele --- como a camada protetora do sangue diminui (pois está mais próximo da epiderme), o calor pode mais facilmente se transferir dele para a superfície da pele e escapar para o ambiente. Caloria Como qualquer forma de energia, o calor pode ser medido pelo trabalho que ele é capaz de realizar. E, dos trabalhos realizados pelo calor, o mais fácil de medir é a variação de temperatura que ele provoca em determinado corpo ou substância. Dessa forma, utilizando-se a água como substância padrão, foi definida a caloria: 1 caloria (cal) é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1g de água de 1ºC no intervalo de 14,5ºC a 15,5ºC.
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FRIO ... CALOR ... SUOR ...CALORIA...
Por que sentimos frio ou calor? Por que ficamos todo arrepiado e trememos de frio? Quais são os mecanismos que geram, em nós, o suor e qual a sua função? E a febre? O que é calor? Qual a relação entre as calorias dos alimentos e o metabolismo animal? Como o calor se transfere de um lugar para outro?
O frio De início, devemos lembrar que o ser humano é um animal homeotérmico, ou seja, existe uma estreita faixa de temperaturas --- que fica ao redor dos 36,1oC --- dentro da qual nosso corpo consegue funcionar adequadamente, regulando as funções de nossas células; fora desta faixa, problemas graves podem ocorrer e até mesmo ocasionar a morte. Para evitar que nossa temperatura corporal saia fora dessa estreita faixa, nosso organismo criou mecanismos de defesa. Quando o ambiente está frio, e começamos a perder calor para ele, são acionados, de início, os horripiladores, pequeninos músculos que ficam na raiz de cada pelo que temos espalhados pelo corpo. Esse acionamento causa de imediato o conhecido arrepio, uma onda de trepidação muscular pelo corpo todo. A tremedeira, que logo depois se estende a outros músculos, é nossa primeira proteção, pois tremer é um processo mecânico para gerar calor. Além disso, os pelos eriçados colaboram na retenção de uma camada de ar junto à pele e, como o ar é um bom isolante térmico, eis nosso primeiro agasalho natural. Quanto mais pelo, mais ar é aprisionado e tanto melhor será esse agasalho natural. Nas aves, tal agasalho é constituído pelas penas. Outra proteção natural do corpo é o embolar ; fechamos as mãos, cruzamos os braços, encolhemos as pernas e curvamos o corpo --- tudo isso para diminuir a superfície externa exposta --- quanto menor a superfície exposta, menor será a área pela qual o calor pode escapar para o ambiente. No frio, o gato dorme todo enrolado, os bois se juntam ao máximo e você se encolhe todo sob os cobertores. O segredo é diminuir a superfície exposta! Quando isto não for suficiente, teremos que apelar para os agasalhos --- eles engrossam as camadas de ar ao redor de nossa pele proporcionando maior isolamento térmico. Cobertores não "esquentam" ninguém! Eles apenas aprisionam uma boa camada de ar ao nosso redor e, como o ar aprisionado é um bom isolante térmico, impede a perda de calor do corpo para o ambiente.
O calor A transferência de energia de um corpo a outro, devida apenas à diferença de temperatura entre eles é o calor, ou energia térmica. Pode-se dizer, então que calor é energia em transito! E quando sentimos calor? Aí inverte tudo: agora é a vez do nosso corpo receber calor do ambiente que está mais quente do que nós próprios. Que fazer para remediar este acréscimo exagerado de calor que recebemos do ambiente? Devemos dar um jeito de jogar calor para fora do corpo. Lá vem nossa proteção: o sangue intensifica sua técnica de fluir e passa a irrigar partes mais próximas da pele --- é aquele vermelhão que começamos a ver e sentir na pele --- como a camada protetora do sangue diminui (pois está mais próximo da epiderme), o calor pode mais facilmente se transferir dele para a superfície da pele e escapar para o ambiente.
Caloria
Como qualquer forma de energia, o calor pode ser medido pelo trabalho que ele é capaz de realizar. E, dos trabalhos realizados pelo calor, o mais fácil de medir é a variação de temperatura que ele provoca em determinado corpo ou substância. Dessa forma, utilizando-se a água como substância padrão, foi definida a caloria:
1 caloria (cal) é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1g de água de 1ºC no intervalo de 14,5ºC a 15,5ºC.
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O calor, espontaneamente, sempre se propaga do corpo com maior temperatura para o de menor temperatura. A unidade de medida de calor, ou quantidade de calor, cujo símbolo é “Q” é a mesma da medida de temperatura, que no SI é o joule (J), embora a caloria seja usada diariamente, sobretudo em relação à alimentação. A relação entre caloria e joule foi determinada por James Prescott Joule, numa das mais importantes experiências da física, provando que o calor não era um fluido, mas uma forma de energia e estabeleceu o equivalente mecânico do calor , nome dado à relação entre caloria e joule: 1 cal ≅ 4,2 J.
O suor Se isso ainda não é suficiente, lá vem mais proteção: entram em ação as glândulas sudoríparas. São glândulas em forma de tubos que se abrem na superfície da pele formando os poros --- elas expelem o suor --- e esse, ao evaporar retira mais calor da própria pele, esfriando-a.
Então: Sentir frio é perder calor exageradamente. Sentir calor é receber calor exageradamente.
Frio não é coisa que entra ou coisa que sai --- frio é uma sensação ocasionada por perda de calor! --- não há ondas de frio', há massas de ar frio que passam por nós e que retiram calor de nossos corpos ... e temos a sensação de frio!
A febre Mesmo sendo animais homeotérmicos, há situações em que nosso organismo precisa de uma temperatura maior que a normal para seu bom desempenho e isso ocorre, por exemplo, quando somos atacados por microorganismos --- vírus e bactérias --- e nossas defesas internas ( glóbulos brancos e seu exército) precisam lutar contra eles para nos defender. Acontece que essas defesas são realizadas à custa de reações químicas, cuja eficiência aumenta com o aumento da velocidade com que se processam estas reações. Sabe qual é um dos fatores que aumenta esta velocidade? A temperatura! Para ajudar os glóbulos no combate a essa invasão de microorganismos nosso organismo decide, nesta situação de guerra, aumentar a temperatura corporal bem acima dos 36,1oC. Está instalada a febre --- não é ela uma doença em si, mas a conseqüência de uma luta que está sendo travada em nosso benefício --- não é um problema, pelo contrário, é até um benefício, pois nos mostra que estamos equipados com mecanismos adequados de defesa. Pior seria se não tivéssemos febre! Aí os microorganismos acabariam conosco num piscar de olhos. O problema aparece quando nosso organismo, em desespero de causa, continua a aumentar a temperatura corporal; às vezes, para além dos 40oC! A temperatura passa a ser um problema seriíssimo, pois aniquila nossas enzimas e nossas células podendo, mesmo, ocasionar a morte. Antes de chegar a tal situação, devemos fazer algo para baixar a temperatura. É aí que entram os medicamentos para controlar a febre, e não para acabar com ela ... e conosco!
Caloria dos alimentos e metabolismo animal
São comuns as tabelas de quantidade de energia dos alimentos em quilocalorias (embora quase sempre expressa erroneamente como calorias apenas), mas pouco se fala do rendimento do organismo, ou seja, da porcentagem dessa energia que se transforma efetivamente em trabalho, tanto externo como de metabolismo. Em geral, o rendimento do organismo de qualquer animal está entre 10 e 20%. A maior parte dessa energia é dissipada através da pele na forma de calor. Por isso, quanto maior for a área da pele em relação ao volume e à massa do corpo do animal, maior será a perda de energia, o que leva a conseqüências interessantes em relação ao comportamento dos animais. Se um animal tiver “comprimento” proporcional a l , a área da superfície da pele será proporcional a l 2 e o volume proporcional a l 3 . Logo, a razão entre a área e o volume, proporcional à perda de energia do corpo, é 1/ l . Portanto, quanto menor for o valor de l , maior a perda de energia. Por essa razão, os animais pequenos têm um metabolismo intenso e se alimentam incessantemente. O metabolismo basal (potência mínima despendida para o organismo manter as funções vitais em repouso) de um pombo é de 5,2 W/kg, de um cachorro é 1,3 W/kg, do homem é 1,2 W/kg e do boi é 0,67 W/kg. Por outro lado, animais muito grandes precisam ampliar a área da superfície para dissipar calor, o que os elefantes, por exemplo, podem fazer
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com as suas orelhas enormes. O metabolismo do animal em atividade é bem maior do que o metabolismo basal. O metabolismo basal de uma pessoa de 70kg consome uma potência de cerca de 80W. Se o consumo de energia fornecida pelos alimentos for maior do que o exigido pelo organismo da pessoa, o excesso aparece na forma de tecidos adicionais – músculos, se houver uma atividade física orientada para esse fim. Caso contrário, ele aparece como gordura.
Propagação de Calor: O calor pode transmitir-se, de um local mais quente para outro mais frio, de três modos: condução, convecção e radiação. Ainda que os três possam ocorrer de forma simultânea, um deles pode ter maior relevância, sobre os outros, em cada situação.
Como vimos, sentimos frio quando nosso corpo perde calor. Quanto maior a rapidez dessa perda, maior será também a sensação de frio. Na perda de calor através da pele, a convecção contribui de forma decisiva. Esse modo de propagação do calor ocorre apenas com os fluidos (líquidos e gases) e pressupõe-se a existência de correntes (fluxos) no interior deles. Massas de fluidos a baixas temperaturas são substituídas por massas de fluido a maior temperatura que estão em contato com a fonte de calor. Esses movimentos do fluido produzem-se, em geral, como conseqüência de uma diferença de peso específico que o fluido quente apresenta em relação ao fluido frio. Devido a isso, o fator 'existência de gravidade' é preponderante nesse tipo de convecção. Se em um recipiente transparente contendo água que está sendo aquecida acrescentarmos uma gotas de corante (figura abaixo, esquerda), poderemos observar facilmente as correntes de convecção. Elas se manifestam quando a água do fundo fica aquecida (menos densa) e sobe, dando lugar à água fria (mais densa) que desce da superfície.
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Se colocarmos a mão logo acima de um radiador de calor (aquecedor elétrico) em funcionamento, notaremos a corrente de convecção determinada pela ascensão do ar quente. Uma variante, denominada convecção forçada, tem lugar quando as correntes de convecção não são originárias por diferenças de densidades. Se forçarmos tais correntes, aumentamos a taxa de transferência de calor. Assim, se agitarmos com uma colher a água que estamos aquecendo, provocamos uma convecção forçada e o aquecimento ocorrerá com maior rapidez. De forma análoga, a colocação de um ventilador na frente do radiador de calor, fará com que o ambiente se aqueça mais rapidamente. Uma convecção é um transporte de material quente para uma região fria e, sempre deverá haver algum fator (causa) para determinar tal movimento (efeito). Nos casos corriqueiros de aquecimento de líquidos a causa da convecção é a gravidade terrestre. Quando, mediante uma tenaz, levamos um carvão em brasa de uma churrasqueira para uma bacia com água e o trazemos de volta para a churrasqueira, seremos nós o responsável por essa corrente de convecção. Uma das funções da roupa que vestimos é justamente dificultar as correntes de convecção, as quais ocasionariam perdas de calor. Os ventiladores que usamos no verão para nos refrescar também é exemplo de convecção forçada.
Segurando-se uma das extremidades de uma barra de ferro (figura acima, direita) e mantendo a outra sobre o fogo, é provável que, a menos que a barra seja muito comprida, logo deveremos soltá-la para não queimar a mão. Através da barra de ferro, assim como no interior de qualquer outro sólido, o calor se propaga mediante um mecanismo denominado condução. É uma transferência gradual de calor de partícula para partícula, no sentido da região quente para a fria. Os metais são excelentes condutores de calor enquanto que os tecidos com os quais nos vestimos e aqueles com os quais se fazem os cobertores são muito maus condutores. O próprio ar, em si, é mau condutor de calor. Um cobertor, portanto, não nos "dá calor", apenas dificulta sua perda, primeiro por ser mau condutor de calor e segundo por dificultar as correntes de convecção do ar.
A radiação é o terceiro modo através do qual o calor pode propagar-se. Todos os corpos emitem e absorvem calor sob a forma de radiação eletromagnética. Em geral, quanto maior a temperatura da fonte térmica, maior será a quantidade de energia radiante emitida. Uma grande parte da energia disponível na Terra provém da radiação térmica solar. Uma superfície que absorve bem a radiação incidente sobre ela nós a reconhecemos como tendo cor preta. Ao contrário, uma superfície reconhecida como de cor branca, é aquela que não absorve praticamente nada da radiação que recebe.
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]Questões sobre Transmissão de Calor:
1) Por que a água apaga o fogo? 2) Por que nos encolhemos quando temos frio? 3) O vento influi na temperatura que marca um termômetro que está na rua? 4) Quando uma gota de água cai em uma panela quente a gota se evapora rapidamente. Porém, se a panela estiver muito quente, a gota demorará muito mais tempo para se evaporar. Ao que se deve este estranho comportamento? 5) Se colocarmos a mão dentro de um recipiente com água fervendo (100º C) nos queimamos imediatamente. No entanto, é possível permanecer um bom tempo sem proteção dentro de um lugar a temperaturas bastante superiores à da água fervendo, sempre que ocorrer determinada condição. Como isso é possível? Qual é a condição? 6) Como é possível que soprando sobre as mãos podemos em alguns casos aquece-las e em outros esfriá-las? 7) Por que sentimos o mesmo frio a -20ºC sem vento que a 0ºC com uma forte ventania? 8) Se o sangue é vermelho por que suas veias parecem azuis?
Testes: 1. Quando se coloca uma colher de metal numa sopa quente, logo a colher também estará quente. A transmissão de calor através da colher é chamada: a) agitação; b) condução; c) irradiação; d) convecção.
2. A blusa de lã é um bom isolante térmico porque: a) é muito espessa; b) retém bastante ar no seu interior; c) impede a passagem da corrente de ar pelo corpo; d) impede a transpiração e a conseqüente diminuição de temperatura do corpo.
3. Nas geladeiras, a fonte fria (o congelador) deve ser colocada: a) na parte inferior, pois o ar quente é resfriado lá; b) na parte superior, pois o ar quente tende a se elevar; c) na parte inferior, pois o ar frio é mais denso e desce para o fundo; d) no meio do refrigerador.
4. O processo de transmissão de calor que só ocorre no vácuo (onde não tem ar) é: a) condução; b) convecção; c) absorção; d) irradiação.
5. Para servir uma feijoada na mesa, é melhor colocá-la numa panela de: a) alumínio; b) ferro; c) cobre; d) barro.
6. Ao misturarmos num copo água gelada com água na temperatura ambiente, com o objetivo de bebê-la, devemos: a) misturar de qualquer modo; b) colocar a água quente sobre a água fria; c) colocar primeiro a água fria e depois a quente; d) colocar a água fria após a água quente, para obtermos uma melhor mistura.
7. No processo de condicionamento de ar de um recinto fechado: a) no inverno o ar quente deve entrar pela parte inferior da sala; b) no verão o ar frio deve entrar pela parte inferior da sala; c) tanto no verão quanto no inverno a entrada do ar deve ser pela parte inferior ; d) tanto no verão quanto no inverno a entrada do ar deve ser pela parte superior.
8. A transmissão de calor ocorre sempre:
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a) no vácuo; b) entre dois sólidos; c) no sentido dos corpos de menor temperatura; d) no sentido dos corpos de maior temperatura.
9. Entre os aparelhos abaixo assinale aquele que não tenha funcionamento diretamente ligado à transmissão de calor: a) chuveiro elétrico; b) utensílios para cozinhar alimentos; c) liqüidificador; d) geladeira.
10. Colocando-se a mão para fora da janela de um automóvel em movimento, ela esfria rapidamente. Isto se deve a: a) estar mais frio fora do que dentro do carro; b) à convecção que acelera a troca de calor; c) irradiação que é acelerada pelo movimento; d) condução de calor da mão para o ar.
11. Nos líquidos, o calor se propaga por: a) condução interna; b) convecção; c) condução externa; d) irradiação.
12. Um cobertor de lã tem por função: a) dar calor ao corpo; b) impedir a entrada do frio; c) reduzir a transferência de calor do corpo para o exterior; d) comunicar sua temperatura ao corpo.
13. Uma lareira aquece uma sala: a) por irradiação e convecção; b) exclusivamente por convecção; c) principalmente por condução; d) exclusivamente por condução.
14. A Terra recebe energia do Sol graças a: a) condução do calor; b) convecção de energia térmica; c) reflexão do calor; d) irradiação do calor;
15. Num planeta completamente desprovido de fluidos apenas pode ocorrer propagação de calor por: a) convecção e condução; c) condução e irradiação; d) irradiação; b) convecção e irradiação; e) convecção;
16. Um ventilador de teto, fixado acima de uma lâmpada incandescente, apesar de desligado, gira lentamente algum tempo após a lâmpada estar acesa. Esse fenômeno é devido à: a) convecção do ar aquecido; e) polarização da luz;
b) condução da luz e do calor; d) reflexão da luz; c) irradiação da luz e do calor; 17. A finalidade da utilização de um ventilador para atenuar a sensação de "calor" é: a) aumentar a concentração de vapor de água junto à pele, resfriando-a. b) diminuir a concentração de vapor de água junto à pele, aumentando a velocidade de evaporação do suor. c) diminuir a velocidade de evaporação do suor, mantendo-o mais tempo em contato com a pele para que esta se resfrie. d) reduzir a temperatura do ambiente. e) aumentar a temperatura do ambiente, acelerando, assim, a velocidade de evaporação do suor.
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18. Numa noite fria, preferimos usar cobertores de lã para nos cobrirmos. No entanto, antes de deitarmos, mesmo que existam vários cobertores sobre a cama, percebemos que ela está fria, e somente nos aquecemos depois que estamos sob os cobertores há algum tempo. Isso se explica porque: a) o cobertor de lã não é um bom absorvedor de frio, mas nosso corpo sim. b) o cobertor de lã só produz calor quando está em contato com nosso corpo. c) o cobertor de lã não é um aquecedor, mas apenas um isolante térmico. d) enquanto não nos deitamos, existe muito frio na cama que será absorvido pelo nosso corpo. e) a cama, por não ser de lã, produz muito. frio e a produção de calor pelo cobertor não é suficiente para seu aquecimento sem a presença humana.
19. Uma garrafa térmica é feita de vidro espelhado para: a) evitar a perda de calor por convecção. b) facilitar que o calor seja conduzido para o seu interior, aumentando a temperatura do líquido contido na garrafa. c) evitar a fuga de vapor de água. d) refletir a radiação infravermelha. e) permitir o rápido equilíbrio térmico com o meio exterior.
20. Dois blocos de madeira estão, há longo tempo, em contato direto com um outro de mármore, constituindo um sistema isolado. Pode-se concluir que: a) a temperatura de cada bloco é distinta dos demais; b) a temperatura dos blocos de madeira é maior que a do bloco de mármore; c) os três blocos estão em equilíbrio térmico entre si; d) os três blocos estão à mesma temperatura apenas se possuem a mesma massa; e) os blocos estão à mesma temperatura apenas se possuem o mesmo volume;
21. Os iglus, embora feitos de gelo, possibilitam aos esquimós neles residirem porque: a) o calor específico do gelo é maior do que o da água; b) o calor específico do gelo é extraordinariamente pequeno, comparado ao da água; c) a capacidade térmica do gelo é muito grande; d) o gelo não é um bom condutor de calor; e) a temperatura externa é igual à interna;
22. O fato de o calor passar naturalmente de um corpo para outro deve-se: a) à quantidade de calor existente em cada um; b) à diferença de temperatura entre eles; c) à energia cinética total de suas moléculas; d) ao número de calorias existentes em cada um;
23. O fenômeno da convecção térmica se verifica: a) somente em sólidos; c) somente em gases; b) somente em líquidos; d) líquidos e gases;
24. A transmissão de calor por condução só é possível: a) nos sólidos; c) no vácuo; b) nos líquidos; d) nos meios materiais;
25. Tocando com a mão num objeto metálico à temperatura ambiente, notamos que parece mais frio que um objeto de madeira à mesma temperatura. a) realmente a madeira é sempre mais quente à temperatura ambiente; b) os metais custam muito a entrar em equilíbrio térmico com o ambiente; c) os metais são sempre mais frios que a temperatura ambiente; d) o calor que a mão fornece se escoa rapidamente a todo o metal, devido a sua grande condutibilidade térmica;
Resposta dos Testes:
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Respostas: R1) Em primeiro lugar, logo que entra em contato com o objeto em chamas, a água se transforma em vapor e, assim, priva-o de parte de seu calor. Afinal, para transformar água fervente em vapor, precisamos de pouco mais de cinco vezes o calor que é exigido para aquecer a mesma quantidade de água fria até o ponto de ebulição. Em segundo lugar, o vapor produzido assim ocupa um espaço centenas de vezes maior em volume do que a água que o produziu. O vapor envolve o objeto aceso e impede a renovação do ar. Sem o ar a combustão do ar é impossível. R2) Quando nos encolhermos se reduz a área do nosso corpo que se encontra em contato com o exterior, o que faz com que diminua a perda de calor. O ar é menos condutor de calor que os tecidos com que normalmente nos vestimos. Como as roupas nos isolam? Entre os tecidos da nossa roupa se formam pequenas câmaras ocupadas por ar em repouso. Evitam-se, desta forma, as correntes de ar que roubariam o calor da nossa pele. Se não usássemos roupa perderíamos calor por um mecanismo chamado convecção. O ar em contato com a superfície da pele, ascenderia devido a sua menor densidade, deixando em seu lugar um ar a temperatura mais baixa, que ao se aquecer repetiria o processo. Se estas correntes se reforçam, por exemplo, com um ventilador, a perda de calor é muito maior. Esse mecanismo se chama convecção forçada. R3) Não influi se o bulbo do termômetro estiver seco. Se o bulbo estiver molhado, ao evaporar-se a água toma o calor do bulbo e a temperatura diminui. O decréscimo na temperatura depende da velocidade de evaporação, que por sua vez depende da umidade do ar. Se o ar estiver saturado de umidade, não ocorre evaporação e por tanto não haveria decréscimo na temperatura como se o termômetro estivesse molhado. R4) Se a temperatura da panela estiver abaixo do ponto Leidenfrost (aproximadamente 220º C) a gota de água é aplainada contra a panela e recebe uma grande quantidade de calor, o que a faz evaporar rapidamente. Se a temperatura da panela for superior ao ponto Leidenfrost, é formada uma fina camada de vapor, da ordem de um décimo de milímetro, entre a gota e a panela. A pressão de vapor mantém a gota longe da superfície. O vapor não é bom condutor de calor, o que faz com que a gota se evapore lentamente, principalmente devido ao calor recebido por radiação. R5) É possível se o ar estiver muito seco. A explicação é a seguinte: A) O ar é mau condutor de calor; B) Se o ar estiver seco, se produz facilmente uma grande transpiração, o que supõe um elevado consumo de energia (aproximadamente uns 2000 Joules por grama de água evaporada). O que evita a elevação da temperatura do corpo mesmo com uma grande temperatura exterior. R6) Quando encolhermos se reduz a área do nosso corpo que se encontra em contato com o exterior, o que faz com que diminua a perda de calor. O ar é menos condutor de calor que os tecidos com que normalmente nos vestimos. Se soprarmos suavemente e com as mãos perto da boca, o ar quente que sai dos nossos pulmões se põe em contato com as mãos, que está a uma temperatura menor, aquecendo-as. Se soprarmos com mais força, e normalmente a maior distância, o ar do ambiente, a temperatura mais baixa, se mistura com o ar que sai dos pulmões e ao chegar às mãos as esfria. Neste último caso, temos que ter em conta que quanto maior a velocidade do ar, maior será a evaporação que se produz na cobertura de vapor de água que cobre a pele. Isto levará a um maior esfriamento. R7) O calor pode ser transmitido de três formas diferentes: condução, convecção e radiação. Mesmo que as três ocorram simultaneamente, uma delas sempre tem maior relevância em cada situação. Sentimos frio quando nosso corpo perde calor. Quanto maior a velocidade com que perdemos calor, maior será a sensação de frio. Na perda de calor pela pele a convecção contribui de forma decisiva. Esta forma de transmissão de calor ocorre nos corpos fluidos (líquidos e gases) e supõe a presença de correntes no interior dos mesmos. Massas de fluido a baixa temperatura tomam o lugar das massas de fluido a maior temperatura que estão em contato com a fonte calorífica. Estes movimentos de fluido se produzem em geral como conseqüência da diferença de densidade que o fluido quente apresenta em relação ao fluido frio. Se em um recipiente transparente com água que está sendo aquecida colocarmos umas gotas de um corante, observamos as correntes de convecção. A água que está no fundo se aquece e sobe deixando em seu lugar a água fria que desce da superfície. Uma das funções da roupa com que nos vestimos é dificultar as correntes de convecção que facilitariam as perdas de calor. Os ventiladores que usamos no verão para nos refrescarmos se baseiam também na convecção forçada sobre o nosso corpo. Podemos perceber que a perda de calor devido a convecção forçada, depende da velocidade da corrente de ar. Na tabela a seguir você pode perceber como isto acontece:
Temperatura (ºC) - Sem vento 20 10 0 -10 -20
Velocidadade do vento (milhas/h) Temperatura(ºC), sem vento, na qual teríamos a mesma sensação de frio.
R8) As veias se parecem azuis porque a luz, ao penetrar na pele, é absorvida e refletida para o olho. Só os comprimentos de onda menores (de energias mais altas) podem fazer este percurso. E comprimentos de onda de energias mais altas são o que nós chamamos de "azul". Existe uma experiência que mostra isto: Tubos de vidro, cheios de sangue, são imersos em leite (o leite é uma emulsão que tem semelhança em gordura, proteínas e água com a pele). A certa profundidade os tubos se pareceram azuis.
