Transferência de calor

Sumário

1.Introdução............................................................................................................................... 6

2. Etapa 1- Passo 1 .................................................................................................................... 7

        2.1 – O que e a transferência de calor ? .........................................................................7

            2.2- Conduções de calor .................................................................................................8

            2.3- convecção de calor ..................................................................................................9

            2.4- radiação de calor .....................................................................................................9

3. Passo 2 – Quadro ilustrativo de transferência de calor ........................................................10

4. Passo 3 – Relatório 1: introdução ao estudo de transferência de calor.................................13

5. Etapa 2 - Passo 1Exemplos de transferência de calor no dia a dia. .....................................13

 6. Passo:2  Experimento de transferência de calor ..................................................................14

7. Passo: 3 realizando o experimento........................................................................................15

8. Passo :4 relatório 2 experimento de mecanismo de transferência de calor .........................15

9. Conclusão .............................................................................................................................16

10. Bibliografia ........................................................................................................................17

1.  Introdução

        Nesta atividade supervisionada de transferência de calor da etapa 1 e etapa 2, abordaremos os conceitos básicos do mecanismo de transferência de calor, também veremos  as propriedades térmicas dos matérias, e apresentaremos os três tipos de transferência de calor existentes que são de condução, convecção e radiação, explicando como cada uma reage a cada situação, mostraremos também alguns exemplos do dia-a-dia onde podemos ver cada tipo de transferência de calor, que não notamos ou não prestamos atenção.

2. Etapa 1 – Passo 1 .

2.1 – O que e a transferência de calor? 

         A energia térmica é a fracção da energia interna de um corpo que pode ser transferida devido a uma diferença de temperaturas. Por exemplo, um corpo colocado num meio a uma temperatura diferente da que possui, recebe ou perde energia, aumentando ou diminuindo a sua energia térmica. Esta energia térmica transferida para o corpo é designada por Calor e o processo de Transferência de Calor. Não ocorrendo mudança de estado físico, a variação de energia interna sofrida por um corpo, é igual ao calor transferido e pode ser estimada pela variação de temperatura ocorrida, conhecido o seu calor específico, como transcrito de uma forma simplista.

[pic 1]

F1: Formula

         Havendo mudança de estado, a temperatura mantém-se constante, por exemplo, na evaporação de uma massa, de um líquido, e o calor associado é calculado com recurso é a entalpia específica de vaporização.

[pic 2] 

F2: formula 2

           Existindo regiões no espaço a diferentes temperaturas ocorrerá transferência de calor no sentido das zonas onde a temperatura é mais baixa. Essa transferência pode ocorrer pelo mecanismo da condução, convecção ou radiação  

[pic 3]

2.2- CONDUÇÕES DE CALOR

       O mecanismo da Condução de calor está associado à transferência de calor efetuada ao nível molecular, por transferência de energia sensível. As partículas mais energéticas transferem parte da sua energia vibracional, rotacional e translacional por contacto com outras partículas contíguas menos energéticas as quais recebem essa energia. Essa transferência é efetuada, portanto, no sentido das temperaturas menores, ou seja, no sentido do gradiente  negativo. Ocorrem em gases, líquidos ou sólidos. Nos fluidos surgem ainda colisões entre as partículas. Nos sólidos metálicos os electrões livres favorecem esse processo. A lei fundamental que descreve a condução térmica é a lei de Fourier.

[pic 4]

F3: formula

    O calor transferido por unidade de tempo, ou a velocidade de transferência de calor, na direcção x [pic 5] é proporcional à área de transferência perpendicular ao fluxo de calor (A=W×H, m2), e ao gradiente de temperaturas. A constante de proporcionalidade é uma propriedade física do material designada condutividade térmica. O sinal negativo é necessário sempre que a gradiente seja negativa para que o calor, por convenção, tome um valor positivo.

     Em estado estacionário obtêm-se a figura4, considerando as condições fronteiras definidas na figura 3 e a condutividade térmica constante nesse intervalo de temperaturas:

[pic 6]	(4)
F4: formula

2.3 CONVECÇÕES DE CALOR

           A existência de um fluido em movimento que seja líquido ou gás, acelera o processo de transferência de calor se um fluido mais frio, ficar em contacto com uma superfície mais quente como mostra a Fig. 5. Esta transferência dá-se em simultâneo com a transferência de calor ao nível molecular sendo, no entanto, mais eficaz. A completa compreensão deste fenómeno requer o conhecimento da dinâmica do escoamento de fluidos, especialmente quando em contacto com superfícies.