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Fluxo térmico é a taxa de energia térmica transferida a uma dada superfície .
Radiação é a propagação de energia de um ponto a outro ponto, sem ser necessário um meio material.

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Joana Ferreira. Maria Francisca, Marta Tavares e Tiago Costa

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A expressão Grau Geotérmico designa a distância em profundidade, medida em metros, necessária para que a temperatura aumente em 1ºC. Nos primeiros quilómetros a partir da superfície, e numa situação considerada ‘normal’ o grau geotérmico é de cerca de 33 metros, ou seja, a temperatura aumenta 1ºC a cada 33 metros de profundidade.
https://knoow.net/ciencterravida/geografia/grau-geotermico/

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O gradiente geotérmico corresponde à variação da temperatura, de acordo com a profundidade, no interior do globo terrestre. Nas camadas superficiais da crosta terrestre, o gradiente geotérmico médio é de 30ºC/100 m.

A condução térmica, também chamada de difusão térmica, é um tipo de propagação de calor que acontece num meio material decorrente das agitações das moléculas.

Com o aumento da temperatura dum corpo sólido (seja por aquecimento ou contacto com outro), a energia cinética também aumenta. Isso resulta numa maior agitação das moléculas. Assim, para se atingir o equilíbrio térmico  (mesma temperatura), o corpo mais quente aquece o corpo mais frio através da transferência de energia térmica.

Referências:
https://www.infopedia.pt/$gradiente-geotermico#:~:text=Varia%C3%A7%C3%A3o%20mais%20ou%20menos%20regular,energia%20interna%20do%20globo%20terrestre.

https://www.todamateria.com.br/conducao-termica/

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Número de metros necessários aprofundar para que a temperatura aumente 1ºC.

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Atividade exprimental - fenómeno da radiação

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Atividade exprimental - fenómeno da radiação

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Foram colocados três tubos, um branco, um preto e um revestido por alumínio, a 20 cm de uma lâmpada. Foi colocado um termómetro dentro de cada tubo tapado por uma rolha de cortiça e foram medidas as temperaturas dentro do tubo a cada minuto, durante 15 minutos e registadas.
Variação da temperatura do termómetro no tubo branco :

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Fluxo térmico é a transferência lenta e contínua do calor interno da Terra até á sua superfície. A atividade vulcânica é responsável por parte da libertação do calor interno verificada na sua superfícies terrestre.

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Radiação é transferência de energia por meio da luz sem necessidade de contacto entre os dois sistemas. Um exemplo de transferência de energia por radiação é o que acontece entre o Sol e Terra.

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Transferência de energia nos fluídos, partes do líquido desloca-se:
- as partes muito quentes e menos densas ascendem;
- as partes mais frias e mais densas descem.

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Foram registadas as temperaturas a cada minuto, com um termómetro de incerteza de leitura ±  0.1 ºC e utilizou-se um cronómetro com incerteza de leitura ± 0.01 s . No tubo branco, verificou-se um aumento gradual até aos 3 minutos, dos três minutos aos 8 minutos verificou-se uma descida de temperaturas de 26.8 º C para 26.5 ºC, e de seguida um aumento gradual outra vez.
No tubo preto verificou-se que a temperatura foi aumentando ao longo do tempo, sendo 24.7 ºC após um minuto e 27.2 º C após 15 minutos.
No tubo de alumínio verificou-se que a temperatura foi constante, ocorrendo algumas oscilações
durante experiência. Verificou-se que o tubo branco teve uma descida de temperatura, isto ocorreu pois existia uma janela aberta. Após se ter fechado a janela, verificou-se o aumento da temperatura dentro do tubo.
Com estes resultados concluimos que a cor preto absorve muito a radiação, a cor branco absorve pouco a radiação, refletindo parte dela, e o alumínio reflete a radiação, daí as temperaturas se terem mantido constantes nesse tubo.
tubo branco - linha rosa
tubo preto - linha verde
tubo alumínio - linha laranja

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O gradiente geotérmico corresponde às variações de temperatura ( a mais ou a menos), tendo em conta a sua profundidade.
O gradiente geotérmico pode ser calculado pela razão entre a temperatura, em ºC e a profundidade, em Km.
A condução é um mecanismo de transferência de energia de calor    (energia térmica) que ocorre por meios de materiais sólidos, como por exemplo os metais. Neste processo, as partículas agitam-se em torno das suas posições de equilíbrio, mas não se deslocam ao longo do material.
A atividade experimental realizada teve como objetivo demonstrar o processo de condução, mecanismo de transferência de calor por meio de materiais sólidos, como os metais, considerados bons condutores térmicos.
Nesta atividade experimental foram realizados diversos procedimentos, tendo-se obtido os seguintes resultados.
Nos resultados presentes no vídeo, foi possível verificar que os clipes presos nas barra metálica, pela cera derretida da vela, foram caindo à medida que o tempo foi passando, tendo caído em primeiro lugar, o clipe que se encontrava a uma menor distância da lamparina e em último lugar, o clipe quer se encontrava a uma maior distância da lamparina.
Pode-se concluir que, o processo de condução é o responsável pela queda dos clipes, uma vez que o calor proveniente da lamparina vai se propagando ao longo da barra metálica, fazendo com que a cera derreta e o clipe deixe de estar preso.
As variações de gradiente geotérmico na Terra podem ser explicadas pelas zonas de acreção (rift) ou de subducção (fossa).
Numa zona de acreção (rift), o gradiente geotérmico é elevado, uma vez que há uma aproximação da fonte de calor, neste caso, as correntes de convecção ascendentes.
Já numa zona de subducção (fossa), o gradiente geotérmico não é tão elevado, visto que neste caso existe um afastamento da fonte de calor.

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Porque é que nas dorsais oceânicas verificam-se valores mais baixos de grau geotérmico?

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Porque é que nas dorsais oceânicas verificam-se valores mais baixos de grau geotérmico?

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Na maior parte da Terra, o grau térmico é 30 m/ºC, enquanto nas zonas convergentes e associadas a atividade vulcânica intensa é de aproximadamente 10 m/ºC.
As dorsais oceânicas, são conhecidas pelo rift e a esta estrutura geológica está associado a formação de litosfera originada pelas correntes de convecção ascendentes. Durante a ascensão das correntes, estas contactam com as rochas envolventes e aumentam a sua temperatura, através do fenómeno de convecção, e assim a temperatura aumenta num menor raio de profundidade. E assim, nas dorsais oceânicas verificam-se menores valores de grau geotérmico.

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É um processo de transmissão de calor. Quando um fluido, como o ar ou a água, é aquecido, suas porções mais quentes podem sofrer dilatação térmica, expandindo o seu volume. Em outras palavras, esse fluido aquecido passa a ocupar um volume maior do que o fluido nos arredores.
Todo corpo inserido em um meio líquido ou gasoso sofre a ação de uma força vertical para cima. Essa força é proporcional ao volume do fluido deslocado pelo corpo. Como o líquido aquecido passa a ocupar um volume maior, ele sobe, dando origem a um movimento ascendente. A subida do fluido aquecido dá espaço para que as porções mais frias e mais densas do fluido desçam, formando um movimento descendente. O processo continua até que todo o fluido esteja sob a mesma temperatura.

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Demonstração do fenómeno de condução térmica

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Demonstração do fenómeno de condução térmica

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Material: Barra metálica, suporte universal com noz, clips, vela, lamparina de álcool, fósforos.

Método:
1. Acender a vela e fixar, com cera derretida, 5 ou 6 clips distribuídos, regularmente, ao longo de metade da barra metálica;
2. Colocar a barra metálica (com os clips) no suporte universal, segurando com a noz num ponto central da barra;
3. Colocar a lamparina de álcool por baixo da barra metálica, na extremidade oposta aos clips;
4. Acender a lamparina de modo a aquecer a extremidade da barra metálica.

Conclusões:
O calor da chama propaga-se ao longo da barra metálica, aquecendo-a e fazendo a cera derreter. Isto provoca a queda dos clips, verificando-se o fenómeno físico de condução térmica.

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Observando o fluxo térmico terrestre, verificamos que este e muito mais alto (150 a 500 mW/m²)  nos limites das placas continentais. Isto provém da existencia de limites convergentes e divergentes, onde existem Rifts ( zones de acreção) e fossas ( zonas de subducção) e sucessivamente atividade vulcânica, onde ocorre libertação do calor interno da terra há superfície, ou seja radiação.

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Resultado experimental da demonstração do fenómeno de condução

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Foi realizada uma atividade experimental que tinha como objetivo demonstrar o processo de radiação.
Utilizou-se o seguinte material: 1 lâmpada (100 W; 230 V), 3 tubos de vidro (1 pintado de branco, 1 pintado de preto e outro revestido a papel de alumínio), rolhas de cortiça, termómetros, cronómetros, suportes, garras.
Primeiro analisaram-se as escalas dos aparelhos de medida utilizados, termómetro e cronometro e registaram-se as incertezas absolutas de leitura que são, ± 1 segundo e 0.1 ºC, respetivamente.
De seguida, colocou-se a lâmpada no suporte; adaptou-se ao tubo pintado de branco uma rolha de cortiça, na qual esteja adaptada um termómetro sem tocar nas paredes do tubo e este foi colocado a 20 cm da lâmpada.

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Resultado experimental da demonstração do fenómeno de condução 

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Resultado experimental da demonstração do fenómeno de condução 

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Variações de grau geotérmico nos limites divergentes de placas.

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Variações de grau geotérmico nos limites divergentes de placas.

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Nos limites de placas divergentes o grau geotérmico é sempre menor porque a temperatura aumenta num raio menor de profundidade, isto deve-se ao facto de existirem correntes de convecção ascendentes provocando um aumento de temperatura.

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A temperatura do tubo revestido  por alumínio manteve-se, aproximadamente, constante, próximo do valor inicial de temperatura (24.4ºC).
Nos tubos preto e branco a temperatura aumentou, tendo aumentado mais no preto.
No caso do tubo preto o aumento deu-se dos, cerca de 25.6ºC até aos cerca de 28.4ºC.
No caso do tubo branco, o aumento deu-se dos cerca de 24.5ºC até aos cerca de 26.3ºC.
Concluímos que, no caso do tubo de alumínio, por muito que este seja revestido por um metal bom condutor de calor, dada a distancia do termómetro relativamente ao tubo , o alumínio refletiu quer aluz quer o calor não se verificando alteração de temperatura.
No caso do tubo preto, deu-se absorção de luz e de calor o que pode explicar o aquecimento superlativo relativamente ao tubo branco onde se deu reflecção de luz e absorção de apenas parte do calor.

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Como explicar o fluxo térmico terrestre?

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Como explicar o fluxo térmico terrestre?

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O fluxo térmico não é constante no globo terrestre. Este varia mediante as zonas de limites convergentes e divergentes de placas onde apresenta valores mais elevados.
O fenómeno físico de transferência de calor que explica as medições de fluxo térmico à superfície é a radiação.
Os valores mais altos de fluxo térmico (150 a 500 mW/m²) que se observam no mapa a cor vermelha, estão associados a correntes de convecção ascendentes nas zonas de rifte (limites divergentes) e à ascensão do magma (zonas de subdução) correspondentes a limites convergentes.

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Como explicar o gradiente geotérmico terrestre?

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Como explicar o gradiente geotérmico terrestre?

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Verifica-se que a profundidades mais elevadas a temperatura é maior, devido ao fenómeno físico de condução térmica.
O calor interior da Terra propaga-se através de um meio sólido para as camadas superiores, aquecendo-as.
O gradiente geotérmico é mais elevado em zonas de rift e menos elevado em zonas de subducção. Isto acontece, pois em zonas de acreção as correntes de convecção são ascendentes, pelo que há uma maior aproximação da fonte de calor.
Portanto, o gráfico que traduz o gradiente de concentração do local X diz respeito a uma zona de rift.