Transmissão de Calor

Transmissão de Calor
FÍSICA
• TERMOLOGIA
WILD LAGO
Condução Térmica
Definição:
Propagação de calor em
que a energia térmica é
transmitida de partícula
para partícula, mediante
as colisões e alterações
das agitações térmicas;
ressalta-se que não há
transporte
das
partículas; há somente
transmissão de energia
térmica.

2
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 Térmicos
Ao
contrário dos
condutores, os isolantes
conduzem muito pouco
calor e possuem um
coeficiente de
condutibilidade baixo.
Ex.: O ar, a neve
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Equação de Fluxo de Calor

Φ= Q = K • A(θ – θ )
ΔT
L
1
2
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
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
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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, tornase 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.
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Garrafa Térmica
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.
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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 4
Têm-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?
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