Na cidade de São Paulo, as ilhas de calor são responsáveis pela alteração da direção do fluxo da brisa marítima que deveria atingir a região de mananciais. Mas, ao cruzar a ilha de calor, a brisa marítima agora encontra um fluxo de ar vertical, que transfere para ela energia térmica absorvidas das superfícies quentes da cidade, deslocando-a para altas altitudes. Dessa maneira, há condensação e chuvas fortes no centro da cidade, em vez de na região de mananciais. A imagem apresenta os três subsistemas que trocam energia nesse fenômeno.
No processo de fortes chuvas no centro da cidade de São Paulo, há dois mecanismos dominantes de transferência de calor: entre o Sol e ilha de calor, e entre a ilha de calor e a brisa marítima.
VIVEIROS, M. Ilhas de calor afastam chuvas de represas.
Disponível em: www2.feis.unesp.br. Acesso em: 3 de dez. 2019 (adaptado).
Esses mecanismos são, respectivamente,
A) irradiação e convecção.
B) irradiação e irradiação.
C) condução e irradiação.
D) convecção e irradiação.
E) convecção e convecção.
Resolução Em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
Física (Termologia: Processos de Propagação de Calor).
Geografia (Climatologia: Ilhas de Calor e Circulação Atmosférica).
Tema/Objetivo Geral:
Identificar corretamente os nomes físicos dados aos processos de transporte de energia térmica em dois cenários distintos: do Sol para a Terra e da superfície aquecida para o ar em movimento.
Nível da Questão
Fácil.
Exige apenas a distinção básica entre os três tipos de propagação de calor (condução, convecção e irradiação) aplicados a um fenômeno cotidiano.
Gabarito
Letra A.
A alternativa está correta pois a energia solar chega à Terra via ondas eletromagnéticas (irradiação) e o ar quente da cidade sobe levando calor para a brisa, caracterizando o transporte de matéria fluida (convecção).
1️⃣ PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)
Decodificação do Objetivo:
A questão descreve o fenômeno das Ilhas de Calor em São Paulo e pede para classificarmos fisicamente como o calor viaja em duas etapas específicas:
- Etapa 1: Do Sol
→→para a Cidade (Ilha de Calor). - Etapa 2: Da Cidade Quente
→→para a Brisa Marítima (Ar).
Simplificação Radical (A Analogia Central):
Imagine que você está na praia.
- Etapa 1: Você sente o calor do sol na pele, mesmo sem tocar no sol e mesmo havendo vácuo no espaço. Isso é como um “Wi-Fi de calor” (Irradiação).
- Etapa 2: O ar quente sobe da areia e bate no seu rosto, ou você vê a fumaça de uma fogueira subindo. O ar está “carregando” o calor nas costas enquanto se move. Isso é o “delivery de calor” (Convecção).
Plano de Ataque:
- Analisar a Etapa 1: Há contato físico entre Sol e Terra? Há ar no espaço? Não. Só resta uma opção.
- Analisar a Etapa 2: O texto fala em “fluxo de ar vertical” e “deslocando-a para altas altitudes”. Movimento de gás = Convecção.
- Combinar: Achar a alternativa que tem essa sequência.
2️⃣ PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)
Vamos abrir a maleta da Termologia. Existem apenas 3 formas de o calor viajar:
| Mecanismo | Como funciona? | Onde ocorre? | Palavra-Chave |
| Condução | “Pilha de dominó”. Uma molécula vibra e empurra a vizinha. | Sólidos. | Contato físico. |
| Convecção | “Elevador”. A matéria quente fica leve e sobe; a fria desce. | Fluidos (Líquidos e Gases). | Correntes de ar, brisa, subir/descer. |
| Irradiação | “Luz invisível”. Ondas eletromagnéticas (infravermelho). | Vácuo e meios transparentes. | Sol, fogueira (de longe), lâmpada. |
Conceito-Chave: O Sol está no vácuo. Condução e Convecção precisam de matéria. Logo, o Sol só pode aquecer a Terra por Irradiação.
3️⃣ PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)
Vamos dissecar o enunciado:
- Processo 1 (Sol
→→Ilha de Calor):
O Sol está a 150 milhões de km de distância. No meio do caminho, há vácuo.- Condução? Não (não estamos encostados no Sol).
- Convecção? Não (não há ar no espaço para soprar o calor até aqui).
- Veredito: É Irradiação (radiação térmica).
- Processo 2 (Ilha de Calor
→→Brisa Marítima):
O texto diz: “encontra um fluxo de ar vertical… deslocando-a para altas altitudes”.
O asfalto quente aquece o ar. O ar quente fica menos denso e sobe. A brisa fria ocupa o lugar. Esse ciclo de subida e descida de massas de ar é a definição de Convecção.
🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO! Alguns alunos confundem a troca de calor entre o chão e o ar (que começa por condução na camada limite) com o movimento macroscópico descrito. O texto enfatiza o “fluxo de ar vertical” e o deslocamento para o alto. Quando o fluido se move carregando calor, a predominância é da Convecção.
A Bússola (O Perfil do Culpado):
- Síntese do raciocínio: Sol manda luz (irradiação). Cidade aquece o ar que sobe (convecção).
- Expectativa: A alternativa deve ser “Irradiação e Convecção”.
4️⃣ PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)
A) irradiação e convecção.
- Análise de Correspondência: Perfeita.
- Análise:
- Sol
→→Terra = Ondas eletromagnéticas (Irradiação). - Ar quente subindo = Movimento de massas fluidas (Convecção).
- Sol
- Conclusão: ✔️ Alternativa correta.
B) irradiação e irradiação.
- Diagnóstico do Erro: Erro no segundo processo.
- Análise: Embora o asfalto quente também emita infravermelho (irradiação), o texto descreve explicitamente um “fluxo de ar vertical” que desloca a energia. O mecanismo de transporte via movimento do ar é convecção, não irradiação.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
C) condução e irradiação.
- Diagnóstico do Erro: Erro duplo.
- Análise: Condução requer contato material direto sem movimento de massa global. O calor do Sol não vem “tijolo por tijolo” pelo espaço vazio.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
D) convecção e irradiação.
- Diagnóstico do Erro: Inversão.
- Análise: A convecção não ocorre no vácuo espacial. O Sol não aquece a Terra soprando vento quente.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
E) convecção e convecção.
- Diagnóstico do Erro: Erro no primeiro processo.
- Análise: Novamente, impossível haver convecção entre o Sol e a Terra devido à ausência de meio material (fluido) no espaço sideral.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
5️⃣ PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)
Frase de Fechamento:
O aquecimento urbano começa com a “luz” do Sol (irradiação) que o asfalto absorve, e termina com o “elevador” de ar quente (convecção) que sobe e forma as tempestades de verão.
Resumo-flash (A Imagem Mental):
Sol = Laser (Irradiação). Ar subindo = Fumaça (Convecção).
🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Conecte isso com a Garrafa Térmica.
Ela é feita para evitar esses três processos:
- Vácuo entre as paredes: Evita Condução e Convecção.
- Paredes Espelhadas: Evita a Irradiação (reflete o calor de volta).
- Tampa: Evita a Convecção (o ar quente não sai).
A garrafa térmica é o oposto da Ilha de Calor!