Transmissão de Calor
• O que é Calor ?
Atualmente dizemos que calor é a
forma de energia que se transmite
de um corpo a outro em razão da
diferença de temperatura. Essa
energia só é chamada calor
enquanto está sendo transferida
(energia em trânsito). Depois
que ela é absorvida pelo corpo
não pode ser chamada de calor.
Não é correto falar em calor
contido num corpo.
Condução Térmica
• Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados
em contato, às moléculas do corpo mais quente, colidem com às
moléculas do corpo mais frio, transferindo energia para este. Esse
processo de transferência de calor é chamado de condução
térmica.
A condução Térmica só ocorre quando há meio material, pois ela
depende da presença de moléculas.
A B
TA
TB
^
Na tabela temos alguns valores de k.Podemos verificar que ascondutividades dos metais são bemmaiores que as de outros materiais.Por isso, dizemos que os metais sãobons condutores de calor, enquanto osmateriais que têm pequenascondutividades são chamadosisolantes, ou seja são maus condutoresde calor.
Exercício:Em uma residência há uma vidraça de área A = 5,0 m2 e espessura L = 2,0 mm.
Suponhamos que a temperatura no interior da residência seja 20 C e no exterior seja
18 C. Supondo que a condutividade térmica do vidro seja k = 0,84. Calcule o fluxo de
calor através da vidraça.
L = 2,0 mm = 2,0 . 10 -3 m
ө1= 20 C
ө2 = 18 C ϕ = k A ( ө1 – ө2) = (0,84) 5,0( 20 – 18) = 4200
L 2,0 . 10 -3
ϕ = Q = 4200 J/s = 4200 W
∆t
Portanto , a cada segundo, passa pela vidraça uma quantidade de calor Q = 4200 J
Convecção Térmica
A
B
Ca
lor
TA
TB
^• Os Líquidos e os gases não são bons condutores de calor. No entanto, eles podem
transmitir calor de modo significativo por um outro processo: a Convecção. Esse
processo consiste na movimentação de partes do fluido dentro do próprio fluido.
Então se colocarmos uma vasilha sobre uma chama . A parte de baixo do fluido ao
se aquecer, sofrerá expansão, terá sua densidade diminuída e, assim, subirá. A parte
superior, mais fria e mais densa, descerá. Forma-se então as correntes de
convecção, uma ascendente e outra descendente.
Convecção Térmica no cotidiano
Ar Condicionado Aquecedor Elétrico
Interior da Terra
Geladeira
Exercício: No verão usamos aparelho de ar condicionado para
refrigerar o ambiente. Onde ele deve ser instalado: na
parte superior ou inferior da parede? Por quê?
Resposta: Superior. Porque o ar quente é menos denso que o ar frio e a
tendência é que eles se posicionem no ambiente de acordo com seu “peso”,
logo quando posicionamos um condicionador de ar na parte de cima de um
ambiente estamos com o objetivo de que o ar mais quente seja resfriado e
liberado no ambiente, formando correntes de convecção, climatizando
totalmente o ambiente.
Irradiação TérmicaPense na nossa fonte natural de calor. Pensou no Sol? Isso mesmo. O aquecimento da
superfície do planeta Terra se dá graças a presença do Sol. No espaço entre o nosso planeta
e o Sol (aproximadamente 150 000 000 km!) não existe nenhum meio material
(sólido, líquido ou gasoso). Dizemos, então, que no espaço que separa o planeta Terra e o
Sol existe vácuo. Como o calor proveniente do Sol chega até a superfície do planeta?
Através de ondas eletromagnéticas. A parte visível dessas ondas nos chamamos de luz.
Novamente temos o calor fluindo da região de maior temperatura para a de menor
temperatura, porém sem a necessidade de um meio material. Esse processo é chamado de
irradiação térmica.
A irradiação térmica é o processo de transferência de calor através de ondas
eletromagnéticas.
Ao contrário da condução e convecção, a
transferência de calor por irradiação pode
ocorrer entre dois corpos, mesmo quando
estão separados por um meio mais frio do
que ambos.
Tudo o que nos rodeia constantemente emite
radiação térmica.
Irradiação Térmica no Cotidiano
Fogueira
Lâmpada Incandescente
Exercício: 1) Algum dos seguintes objetos não emite energia
radiante?
a- o Sol
b- a lava de um vulcão
c- carvões em brasa
d- seu caderno
Resposta: Todos emitem energia radiante.
Recipiente IsoladoUm recipiente termicamente isolado é aquele que não permite a transmissão de calor entre o interior e o exterior.
Não é possível construir um recipiente perfeitamente isolado. No entanto, podem-se obter recipientes com os mais variados graus de isolação.
Garrafa Térmica
Tampa Tem a função de reduzir a convecção térmica.
Vácuo Tem a função de reduzir a condução térmica.
Paredes Espelhadas Tem a função de reduzir a irradiação térmica, refletindo as ondas eletromagnéticas.
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