Transmissão de Calor

FÍSICA

• TERMOLOGIA

WILD LAGO

Condução Térmica

Definição:

Propagação de calor emque a energia térmica étransmitida de partículapara partícula, medianteas colisões e alteraçõesdas agitações térmicas;ressalta-se que não hátransporte daspartículas; há somentetransmissão de energiatérmica.

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Condutores Térmicos

São aqueles que possuem elevado

coeficiente de condutibilidade

térmica.

Ou seja, são materiais que

conduzem calor com facilidade.

Ex.: Os metais são excelentes

condutores.

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Isolantes TérmicosAo contrário dos

condutores, os isolantes

conduzem muito pouco

calor e possuem um

coeficiente de

condutibilidade baixo.

Ex.: O ar, a neve4

Equação de Fluxo de Calor

Φ= Q = K • A(θ1 – θ2 )

ΔT L Φ: Fluxo de calor (Cal/s)

Q: Quantidade de Calor (Cal)

ΔT: Intervalo de Tempo

K: Coeficiente de condutibilidade (cal/s • cm • ºC)

A: Seção transversal de área

Θ: Temperaturas nas extremidades

L: Comprimento do objeto

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Convecção Térmica

Definição:

A convecção térmica é um processo de transmissão

em que a energia térmica é propagada mediante o

transporte de matéria, havendo portanto,

deslocamento de partículas; logo, a convecção é um

fenômeno que só se processa em meios fluidos, ou

seja, em líquidos e gases.

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Refrigerador

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Os refrigeradores retiram o

calor de uma região fria e

transferem para uma região

mais quente. Essa

transferência não é

espontânea e para que isso

ocorra deve haver uma

injeção de energia, que é o

trabalho do compressor.

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AS BRISAS

Inversão

térmica

O fenômeno da inversão térmica consiste no seguinte: o ar situado próximo à superfície, que em condições normais é mais quente que o ar situado bem acima da superfície, torna-se mais frio que o das camadas atmosféricas elevadas. Como o ar frio é mais pesado que o ar quente, ele impede que o ar quente, localizado acima dele, desça. Assim, não se formam correntes de ar ascendentes na atmosfera. Os resíduos poluidores vão então se concentrando próximo da superfície. As inversões térmicas são também provocadas pela penetração de uma frente fria, que sempre vem por baixo da frente quente.

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Efeito Estufa

O efeito estufa acontece

devido a retenção de

calor na Terra, um dos

principais motivos é a

emissão de CO2 que

não deixa a radiação sair

do planeta.

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Irradiação Térmica

Definição:

A Irradiação é a transmissão de

energia, sem que haja contato

físico entre eles. Essa

transmissão ocorre por meio

dos denominados raios

infravermelhos, que são ondas

eletromagnéticas.11

Garrafa Térmica

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Serve para evitar a condução, a convecção e a radiação. Isto é feito da seguinte maneira:

A condução e a convecção são evitadas através de uma região de ar rarefeito (o ideal seria vácuo) entre as paredes duplas internas.

A radiação é evitada através do espelhamento de suas paredes, tanto internamente quanto externamente. Assim, tenta-se evitar que a energia térmica transite do interior da mesma para o meio externo e vice-versa.

Estufa de Plantas A luz solar (energia radiante) atravessa as

paredes transparentes de vidro e é absorvida

por diversos corpos. Posteriormente, esse

energia é emitida na forma de raios

infravermelhos que não atravessam o vidro (o

vidro é um material opaco para os raios

infravermelhos). Dessa maneira, o ambiente

interno mantém-se aquecido.

O mesmo acontece com os coletores de

energia solar.

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Aquecedor solar de água

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EXEMPLO 01

Uma placa é atravessada por uma quantidade de calor igual a 3 Kcal

em um intervalo de 5 min. Determine o fluxo de calor através dessa

palaca em cal/s e em watt. Use 1 cal = 4 J.

EXEMPLO 2

Um vidro plano, com coeficiente de condutibilidade térmica de

1,83.10 -4 cal/s . Cm . ºC , tem uma área de 10³ cm ² e espessura de

3,66 mm , sendo o fluxo de calor por condução através do vidro de

2kcal/s. Calcule a diferença de temperatura entre suas faces.

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EXEMPLO 3

Uma das extremidades de uma barra de cobre, com 100 cm de

comprimento e 5 cm2 de seção transversal, está situada num banho

de vapor d'água sob pressão normal, e a outra extremidade, numa

mistura de gelo fundente e água. Despreze as perdas de calor pela

superfície lateral da barra. Sendo 0,92 cal/s.cm °C o coeficiente de

condutibilidade térmica do cobre, determine:

a) o fluxo de calor através da barra;

b) a temperatura numa seção da barra situada a 20 cm da

extremidade fria.

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EXEMPLO 4Têm-se três cilindros de secções transversais

iguais de cobre, latão e aço, cujos

comprimentos são, respectivamente, 46 cm,

13 cm e 12 cm. Soldam-se os cilindros,

formando o perfil em Y. O extremo livre do

cilindro de cobre é mantido a 100ºC e os

cilindros de latão e aço a 0ºC. Supor que a

superfície lateral dos cilindros esteja isolada

termicamente. As condutividades térmicas do

cobre, latão e aço valem, respectivamente,

0,92, 0,26 e 0,12, expressas em cal/cm.s.ºC.

No regime estacionário de condução, qual a

temperatura na junção?