ATPS Caloriometria

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Primeiramente definimos calor como uma energia, e a transferência de calor é a troca dessa energia, que acontece quando dois sistemas com temperaturas diferentes entram em contato, onde o corpo com temperatura mais alta passa energia para o com temperatura mais baixa, ate chegar em um equilíbrio térmico. Existem três mecanismos conhecidos para transferência de calor, que são a irradiação, a condução e a convecção, a irradiação é feita através de ondas eletromagnéticas e é a radiação é a única que pode ocorrer no espaço vazio, já a condução é feita dentro de uma substância ou entre substâncias que estão em contato direto e a energia cinética das moléculas é transferida por colisões entre moléculas ao redor, enquanto a convecção é feita somente entre líquidos e gases e consiste na transferência de calor dentro de um fluído através de movimentos do próprio fluído ocorre como consequência de diferenças na densidade do ar, onde a troca de energia com o fluido muda a densidade das moléculas de ar mais próximas.

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Nesse sistema podemos observar os três processo de transferência de calor, primeiramente vamos falar do processo de condução, que é a colisão das moléculas de dois corpos com temperaturas diferentes, sabendo que as moléculas do corpo com maior temperatura estão mais agitadas, isso faz com que elas colidem com as moléculas do corpo com menor temperatura, passando a energia ao corpo com menor temperatura e isso ocorre ate os dois corpos chegarem a mesma temperatura. Já o processo de transmissão de calor por convecção é a movimentação do fluido ou gás, em si mesmo, trocando energia. E a transmissão de calor por irradiação é feita através de ondas eletromagnéticas produzidas pelos movimentos das cargas elétricas, então um corpo ao ser atingido por essas ondas recebem energia calorífica. Para evitar perdas na sistema de aquecimento de água é usado matérias isolante térmicos, que são materiais que não conduzem bem o calor, como madeira, isopor e a porcelana por exemplo, ao isolarmos o sistema, ele se torna mais eficiente pois terá suas perdas reduzidas e manterá a água aquecida por mais tempo

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O aquecedor solar é basicamente um conjunto de coletores ligados entre si para melhor rendimento, a água transita por dentro desses coletores recebendo o calor e sendo aquecida, nos coletores existem tubos por onde passa a água, esses tubos normalmente feito de uma liga metálica, mas no modelo do experimento utilizamos cano de PVC, envoltos por garrafas pets e embalagem de leite Longa-Vida para concentrar e não desperdiçar o calor, pintado na cor preta para melhor absorção das eletro-ondas que são emitidas pelo sol, e com a absorção de energia pelo sistema, onde as garrafas pets transparentes permitem a absorção das ondas pela embalagem pintada, e aquecendo-a, com isso aquecendo a serpentina de PVC e a água que esta corendo dentro dela até que se chegue ao equilíbrio térmico, e acaba sendo aquecida, a água por sua vez entra pela parte inferior do coletor a ao longo do percurso vai sendo aquecida, e com um efeito de termossifão ela sai do coletor pela parte superior retornando para caixa, para não ocorrer perdas de energia a parte externa do coletor e envolta