calor

GERENCIAMENTO E TREINAMENTO LTDA
Sistemas Térmicos
Aula 2
17/08/2015
Professor Eng. Produção Sandro Venancio
[email protected]
Ementa do curso
 Definição de temperatura;
 Lei zero de termodinâmica;
 Conceito de Dilatação Térmica;
 Conceito de calor;
 Capacidade térmica de um corpo;
 Calor específico de um Material;
 Conceito de transmissão de calor;
 Condutores e Isolantes;
 Caldeiras;
 Refrigeradores;
 Motores de Combustão Interna.
TRANSMISSÃO DE CALOR
 Condutores térmicos
São aqueles que possuem elevado coeficiente de condutibilidade
térmica, ou seja, são materiais que conduzem calor com facilidade.
Exemplo: os metais.
TRANSMISSÃO DE CALOR
 isolantes térmicos
 Ao contrário dos condutores, os isolantes conduzem muito pouco
calor e possuem um coeficiente de condutibilidade térmica baixo.
Exemplo: o ar, a neve.
LEI ZERO DA TERMODINÂMICA
• Equilíbrio Térmico
Temperatura
Calor
LEI ZERO DA TERMODINÂMICA
• Equilíbrio Térmico
1
CALOR
3
Isolante
Condutor
A lei zero afirma
que mesmo que o
2
corpo 1 não troque
calor com o corpo
2, se eles estiverem
simultaneamente
em equilíbrio
Condutor
térmico com um
terceiro corpo, nós
podemos afirmar
que o corpo 1
estará em equilíbrio
térmico com o
corpo 2.
Isolante
T1 > T2
DILATAÇÃO TÉRMICA
 Definição
Todos os corpos existentes na natureza, sólidos, líquidos ou
gasosos, quando em processo de aquecimento ou resfriamento,
ficam sujeitos à dilatação ou contração térmica. O processo de
contração e dilatação dos corpos ocorre em virtude do
aumento ou diminuição do grau de agitação das moléculas que
constituem os corpos.
 Tipos de dilatação
 Dilatação Linear;
 Dilatação Volumétrica;
 Dilatação Superficial.
DILATAÇÃO TÉRMICA
 Dilatação Linear
 Estuda a dilatação em apenas uma dimensão (comprimento)
•α é o coeficiente de dilatação térmica linear, cuja
unidade é o °C-1, que depende da natureza do material que
constitui o corpo;
•Lo é o comprimento inicial do corpo;
•ΔL e ΔT são, respectivamente, a variação do comprimento
e da temperatura do corpo.
DILATAÇÃO TÉRMICA
 Dilatação Superficial
é a dilatação que se caracteriza pela variação na área
superficial do corpo. Essa variação na superfície do corpo pode
ser calculada através da seguinte expressão:
•β é o coeficiente de dilatação térmica superficial, cuja unidade é a mesma do
coeficiente de dilatação térmica linear, e que também depende da natureza do
material que constitui o corpo;
•β= 2α;
•So é a área da superfície inicial do corpo;
•ΔS e ΔT são, respectivamente, a variação da área da superfície e a variação da
temperatura do corpo.
DILATAÇÃO TÉRMICA
 Dilatação Volumétrica
É a dilatação que se caracteriza pela variação no volume do
corpo. Essa variação pode ser calculada com a expressão:
•γ é o coeficiente de dilatação térmica volumétrica, cuja unidade é a mesma do
coeficiente de dilatação linear e superficial, e que também depende da natureza do material
que constitui o corpo;
•γ= 3α;
•Vo é o volume inicial do corpo;
•ΔV e ΔT são, respectivamente, a variação do volume e a variação da temperatura do corpo.
DILATAÇÃO TÉRMICA
 Relação entre os coeficientes de Dilatação Térmica
CAPACIDADE TÉRMICA DE UM CORPO
 Definição
A capacidade térmica determina a quantidade de calor que um
corpo precisa receber para alterar sua temperatura em uma
unidade.
“A capacidade térmica (C) é a razão entre a quantidade de
calor (Q) recebida por um corpo e a variação de temperatura
(ΔT) sofrida por ele.” Sua unidade é Cal/°C.
CAPACIDADE TÉRMICA DE UM CORPO
1
Qual corpo é mais fácil de
aquecer? O corpo 1 ou o
corpo 2?
2
Regra de três simples
1000 cal-------------10°C
Ti = 20°C
Ti = 20°C
Q = 1000 Cal
Q = 1000 Cal
Tf = 30°C
Tf = 40°C
X cal-------------1°C
X = 1000 cal = 100 cal
10 °C
1000 cal-------------20°C
X cal-------------1°C
X = 1000 cal = 50 cal
20 °C
CALOR ESPECÍFICO
 Definição
É a grandeza física que determina o calor que é necessário
fornecer a um corpo para produzir neste uma determinada
variação de temperatura.
C=m.c
c= C
m
1 Cal
UNIDADES:
c = 1 cal
g.°C
1g
Água
Ti
Tf = 14,5°C
15,5°C
CALOR ESPECÍFICO
 Reforçando a teoria
CALOR ESPECÍFICO
 Reforçando a teoria
ATIVIDADE EM SALA
 Exercícios