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:
- Física (transferência de calor) e Geografia (climatologia urbana).
Nível da Questão: Médio.
Gabarito: A.
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
- Comando da Questão: Identificar os dois principais mecanismos de transferência de calor envolvidos no fenômeno descrito.
- Palavras-chave:
- “Irradiação”;
- “Convecção”;
- “Transferência de calor”.
- Objetivo: Determinar os mecanismos dominantes de transferência de calor entre o Sol e a ilha de calor, e entre a ilha de calor e a brisa marítima.
- Dica Geral: ⚠️ Lembre-se de que a irradiação ocorre sem necessidade de um meio material e que a convecção está relacionada ao movimento de massas de ar ou líquidos causado por diferenças de temperatura.
2º Passo: Tradução e Interpretação do Texto
O texto descreve dois processos:
- Entre o Sol e a ilha de calor: O calor do Sol é transferido para as superfícies da cidade. Esse tipo de transferência é característico da irradiação, pois o calor viaja pelo vácuo (espaço) e chega até a Terra.
- Entre a ilha de calor e a brisa marítima: O aquecimento das superfícies quentes da cidade gera correntes de ar ascendente. Esse movimento de ar quente e frio é típico da convecção, já que envolve deslocamento de massas de ar devido à diferença de temperatura.
Conclusão parcial: Os mecanismos dominantes são irradiação e convecção, respectivamente.
3º Passo: Explicação de Conceitos Necessários
- Irradiação: Modo de transferência de calor que ocorre através de ondas eletromagnéticas, sem necessidade de um meio material (ex.: calor do Sol para a Terra).
- Convecção: Modo de transferência de calor associado ao movimento de fluidos (gases ou líquidos), causado pela diferença de densidade entre as partes quentes e frias do fluido.
- Ilha de calor: Fenômeno urbano onde a temperatura é mais elevada no centro da cidade devido à retenção de calor por superfícies artificiais (como asfalto e concreto).
4º Passo: Análise das Alternativas
A) Correta. A transferência de calor do Sol para a ilha de calor ocorre por irradiação (ondas eletromagnéticas), enquanto o deslocamento de calor da ilha para a brisa marítima ocorre por convecção (movimento do ar).
B) Incorreta.
Ambos os mecanismos não são por irradiação. A segunda transferência envolve o movimento de ar, característico da convecção.
C) Incorreta.
A condução (transferência direta entre superfícies em contato) não ocorre no caso da propagação do calor entre o Sol e a ilha de calor.
D) Incorreta.
A transferência inicial é irradiação, não convecção.
E) Incorreta.
A primeira transferência ocorre por irradiação, não por convecção.
Dica Geral: ⚠️ Diferencie os tipos de transferência: irradiação é associada à propagação de calor por ondas eletromagnéticas, enquanto convecção está relacionada ao movimento de massas de ar ou líquido.
5º Passo: Conclusão e Justificativa Final
- Conclusão: A alternativa correta é A, pois os mecanismos dominantes de transferência de calor são irradiação entre o Sol e a ilha de calor, e convecção entre a ilha de calor e a brisa marítima.
- Resumo Final: O fenômeno descrito na questão envolve duas formas distintas de propagação de calor: a irradiação, que transfere calor do Sol para a cidade, e a convecção, que ocorre entre a ilha de calor e as massas de ar. Essa interação é responsável pelas mudanças climáticas locais, como a formação de chuvas no centro da cidade.
