Transmissão de Calor

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.

Condução

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.

Isolantes Térmicos

• Ao contrário dos condutores, os isolantes conduzem muito pouco calor e possuem um coeficiente de condutibilidade baixo.

• Ex.: O ar, a neve

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

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.

Inversão térmicaO 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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Radiação

• Energia carregada pelas ondas eletromagnéticas

• Luz, microondas, ondas de rádio, raios X

• O Comprimento da onda está associado a frequencia da vibração.

Radiação

Garrafa TérmicaServe 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.

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.

Dilatação Térmica

PORQUE OS CORPOS, EM GERAL, SE DILATAM AO SEREM AQUECIDOS?

Quando esquentamos alguma substância estamos aumentando a agitação de suas moléculas, e isso faz com que elas se afastem umas das outras, aumentando logicamente o espaço entre elas.  Para uma molécula é mais fácil, quando esta está vibrando com mais intensidade, afastar-se das suas vizinhas do que aproximar-se delas.  Isso acontece por causa da maneira como as forças moleculares agem no interior da matéria.

DILATAÇÃO LINEAR

L0

L

ΔL=L-L0

TLL ..0 α é o coeficiente de dilatação linear

material símbolo material símbolo

Alumínio Al 25,5.10-6 Ferro Fe 9,07.10-6

Antimônio Sb 12.10-6 Níquel Ni 12,79.10-6

Prata Ag 18,8.10-6 Ouro Au 14,3.10-6

Grafite C 7,86.10-6 Platina Pt 8,99.10-6

Diamante C 1,18.10-6 Chumbo Pb 29,4.10-6

Cobre Cu 16,8.10-6 Zinco Zn 26,28.10-6

.2

..0

TSS

DILATAÇÃO SUPERFICIAL

.3

..0

TVV

DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA

DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS

Aos estudarmos a dilatação dos líquidos, devemos considerar algumas situações:

-Só é possível a dilatação volumétrica, pois o líquido está contido em um recipiente.

- Em geral os líquidos se dilatam mais que os sólidos.

-Ao aquecer o líquido, estaremos também aquecendo o recipiente que vai dilatar juntamente com o líquido.

aparenterecipientereal VVV

DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA

Quando aquecemos a água de 00C a 40c, o seu volume diminui, se contraindo. A partir de 40C a água volta a ter um comportamento normal, ou seja, ao ser aquecida ela se dilata.