ATPS - TRANSFERENCIA DE CALOR

Etapa 2

Passo 1

        Existem três mecanismos para transferência de calor que conhecemos são os seguintes: transferência de calor por condução, por convecção e por radiação.

Transferência de calor por condução

É um processo onde a energia e transferida através de um meio material, onde a energia térmica é propagada de átomo para átomo,  ou seja, de acordo que a temperatura que esta aquecendo um determinado objeto aumenta, e o objeto vai recebendo mais calor, os átomos ou moléculas vibram  mais intensamente e a energia cinética dessas partículas são transferidas de uma para outra.

A capacidade de cada material ou objeto de conduzir calor, a sua condutividade, e muito variável, sendo sólidos melhores condutores que líquidos e líquidos melhores condutores que gases.

A quantidade de calor que atravessa um condutor, de acordo com um intervalo de tempo e denominado fluxo de calor (ɸ), e é calculado pela equação:

[pic 1]

A lei que explica esse processo de transmissão de calor, foi descoberta através de experimentos feitos pelo matemático Jean Baptiste Fourier, e ficou conhecida como lei de Fourier, que diz que a quantidade de calor Q que atravessa uma parede, sobre uma variação de temperatura constante, e diretamente proporcional  a área de secção transversal A, e a variação de temperatura , entre as regiões separadas pela parede, e a um intervalo de tempo  de transmissão e inversamente proporcional a espessura  da parede, e representada pela equação: [pic 2][pic 3][pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

Transferência de calor por convecção

A convecção e uma transferência de calor que ocorre nos fluidos como líquidos e gases, na convecção não ocorre passagem de energia de um corpo para outro, mas movimento de partículas, levando consigo a energia de uma posição para outra, por isso, a convecção não pode ocorrer no vácuo.

Quando fervemos a água temos um ótimo exemplo de convecção, quando a panela começa a se aquecer com a chama, a agua que esta em contato com o fundo da panela sofre uma expansão e fica menos densa, subindo para cima e assim as moléculas que estão na parte mais fria em cima se deslocam para baixo, formando assim um ciclo, como podemos ver na imagem abaixo:

[pic 7]

Com a convecção podemos explicar também como ocorrem as brisas marítimas e terrestre, o que acontece e que a superfície a beira do mar onde à terra se aquece mais rápido do que o mar, fazendo assim que o ar quente suba para cima onde esta o mar, e o ar frio dessa a beira do mar onde a terra.

O congelador de uma geladeira fica na parte de cima da geladeira por que dentro da geladeira a um processo de convecção, onde o ar mais frio é mais denso e tende a descer, quando o ar quente sobe, fazendo assim uma circulação de ar dentro da geladeira, denominada corrente de convecção.

Transferência de calor por radiação

É o processo de transmissão de calor que não é necessário um meio material para realizar trocas térmicas, na radiação a energia é emitida por uma fonte de energia na forma de ondas eletromagnéticas, como as ondas de radio, micro-ondas, raios ultravioleta (UV), raios gamas e luz visível. A energia que é transmitida desse modo e chamada de energia radiante.

O processo de transmissão de calor por radiação é o único que pode ocorrer no vácuo. Outro exemplo de radiação é a energia solar chega até nós, no qual o sistema Terra-Atmosfera recebe energia do sol e libera energia para o espaço.