Relatório de Isolamento Térmico

Universidade Estadual de Maringá

Centro de Tecnologia

Departamento de Tecnologia

Engenharia Civil

Física Experimental II [Prof. Vitor Marques P

ISOLAMENTO TÉRMICO

Caroline Bazan

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Debora Santana

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Elloah Tonini

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Laís Lazarini

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Lucas Bazani

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Resumo. A condutividade térmica mede a capacidade que um material tem de conduzir calor. Ela também retrata a taxa temporal de transmissão de energia, na forma de calor, através do material. Nesse experimento, realizado em sala, tem aplicações de transferência de calor e de medições térmicas para determinar a condutividade térmica (k) da madeira masonite, através do recolhimento de alguns dados e aplicando na formula algébrica manipulada, chegando ao resultado final, onde material utilizado foi a masonite.

Introdução

Com o avanço da tecnologia, praticamente todos os dias surgem novos materiais que tem por objetivo substituir materiais antigos por serem mais eficientes nas funções em que são empregados. Porém, para poder dar a aplicação correta a estes materiais, é necessário que se tenha conhecimento aprofundado das propriedades físico-químicas dos mesmos. Essas propriedades podem ser, em alguns casos, determinadas por modelagem matemática ou computacional ou então por meio de experimentação. A vantagem de se usar um método experimental é de o mesmo poder simular até condições reais de funcionamento de uma amostra, diminuindo os erros que seriam encontrados em modelagens puramente matemáticas ou computacionais. Porém, para que a determinação de propriedades físicas de um material por meios experimentais forneça valores com baixo erro, é necessário seguir as normas técnicas referentes à realização deste experimento, mesmo que se trate de um método simples. Uma propriedade física dos materiais que é de grande interesse é a sua condutividade térmica K. Esta propriedade é caracterizada como uma propriedade de transporte, pois ela fornece informações a respeito da taxa na qual a energia é transferida através de um material por meio de difusão térmica [INCROPERA, 2008]. Em qualquer sistema térmico é fundamental que a condutividade térmica dos materiais que o compõem seja conhecida. Em câmaras frigorificas, por exemplo, é necessário utilizar materiais de baixa condutividade térmica ao redor das paredes para que a perda de calor para o ambiente seja a menor possível e, assim, a eficiência do resfriamento seja assegurada. Com tudo, este experimento tem como objetivo calcular a condutividade térmica (K) com seu respectivo desvio padrão do material masonite, sendo seu valor teórico de 0.048 watt•m/m²•K.

Procedimento experimental

O isolamento térmico é o procedimento que ao utilizar materiais com baixa condutividade térmica dificulta a passagem de calor para um corpo ou ambiente.

Para realizar o experimento foi utilizado um gerador a vapor, uma placa de lexan, uma base, um cronometro, uma barra de gelo e um copo.

Após montado o experimento foi medida a temperatura do ambiente, foi retirado o diâmetro inicial do gelo e sua temperatura, após isso foi medida a temperatura do vapor da agua, com o paquímetro foi medida a placa de lexan e sua espessura .

Foi colocado o gelo sobre a placa de masonite que estava conectada na máquina de vapor. O gelo foi derretido naturalmente antes de ligar a máquina para coletar a massa da agua do mesmo. Após isso, foi ligada a máquina para coletar de 8 em 8 minutos a massa da agua do gelo e o diâmetro do mesmo e a temperatura.

Para finalizar foi medida a massa final da agua e medido o diâmetro final do gelo.

Resultados e Discussão

Afim de alcançar objetivo do trabalho, será utilizado a formula Q = K.A.ΔT.Δt /h, onde:

Q: é o calor total conduzido; para obter o Q será necessário usar a equação do calor latente Q = M.L, sendo M = a massa derretida do gelo e L =

K: a condutividade térmica (no qual vamos calcular);

A: área onde ocorre a condução, que será obtida através da equação A= πR²

ΔT: diferença de temperatura entre os lados do material;

Δt: o intervalo de tempo em que se observa a condução ocorrer;

h: é a espessura da masonite.

Após feito o experimento obteve os seguintes dados:

Massa derretida do gelo: (9,76 ± 0,02) g

Massa do copo: (2,02 ± 0,01) g

Diâmetro inicial gelo: (7,70 ± 0,5) cm

Diâmetro final: (6,90 ± 0,5) cm

Temperatura da câmera: (97,9