Aula 04 – Física Geral II

Mecanismos de Transferência de calor: Condução, Radiação e Convecção.

Apresentar a Condução de calor e sua implicação na Engenharia Civil.

Apresentar a Radiação de Calor Convecção de Calor Exercícios

Professor Rafael Colucci – Curso de Engenharia Civil – Centro Universitário de Itajubá FEPI

Física Geral IIRafael Colucci

Licenciado em Física.Mestre em Engenharia da Energia.

Áreas de atuação:Hidráulica, Hidrologia, Estudos de Rompimento de Barragens.Especialista em softwares CAD

Email: rafael.colucci@fepi.br

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Física Geral IIConceitos iniciais

Os elétrons e átomos de um material passam a vibrar intensamente devido ao acréscimo de temperatura e colidem com os demais átomos transferindo energia.

Condução de Calor

Radiação

Ocorre em fluídos. Fluidos de maior temperatura sobem enquanto fluídos de menor temperatura descem.

Convecção

A transferência de energia, na forma de calor, ocorre através de ondas eletromagnéticas.

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Física Geral IICondução de Calor e sua implicação na Engenharia Civil

A transferência de energia,na forma de calor, se dádo corpo de maiortemperatura para o demenor.

Transferência de Energia

𝑃𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑘𝐴𝑇𝑄 − 𝑇𝑓

𝐿

Cálculo da Potência de Condução

Onde:

Pcond = Potência de Condução [W]k = Condutividade Térmica [W/m.K]TQ = Temperatura da fonte quente [K]TF = Temperatura da fonte fria [K]L = Espessura da placa [m]

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Física Geral IICondução de Calor e sua implicação na Engenharia Civil

Resistência Térmica

𝑅 =𝐿

𝑘

Onde:

R = Resistência Térmica [K/W]k = Condutividade Térmica [W/m.K]L = Espessura da placa [m]

Exemplos de aplicação

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Física Geral IICondução de Calor e sua implicação na Engenharia Civil

Condução através de uma placa composta

Se for atingido o regime estacionário a potência decondução será constante.

Exemplos de aplicação

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Física Geral IITransferência de calor a partir na forma de radiação

Visualização da Radiação

Termograma em cores falsas mostrando a taxacom a qual a energia é irradiada por um gato. Obranco e vermelho correspondem as maiores taxas.

𝑃𝑟𝑎𝑑 = 𝜎𝜀𝐴𝑇4

Cálculo da Potência de radiação

Onde:

Prad = Potência de radiação [W]σ = Constante de Stefan-Boltzmannε = Emissividade (Valor entre 0 e 1)A = Área da Superfície do Objeto [m²]T = Temperatura [K]

𝜎 = 5,6704 𝑥 10−8𝑊

𝑚2. 𝐾4