Convecção

Trabalho de laboratório

Os meios de propagação de calor (meios de transmissão, Transferência de calor).

A transferência de calor é o transporte de energia que ocorre quando quantidades de matéria que apresentam temperaturas diferentes são colocadas em contato térmico.

As moléculas da matéria apresentam energia translacional (cinética, rotacional e vibracional).

A energia, em todos estes modos, pode ser transferida as moléculas vizinha através de interações (colisões)ou por intercambio de moléculas.

Esta transferência de energia entre molécula é denominada transferência de calor por condução.

A taxa de transferência de calor por condução é função da diferencia de temperatura e também da habilidade da substancia realizar a transferência de energia.

Lei de Fourigr da condução

Q= -K . A . dt

                   dx  

Q = Taxa de transferência de [ W ] calor por condução

K = Condutibilidade térmica [ W ]

                                                MK  

A = Área total [m²]

dt = Gradiente de temperatura [ K ]

dx = distancia (m)

Q = W . m² . K =  [ W ]

                                                          MK        M

Transferência de calor por convecção é modo diferente de transferência de calor e ocorre quando o meio está escoando.

Q = h . A . /\ T

Q = Taxa de transferência de calor [ W ]

h = Coeficiente de calor por convecção ( W )

                                                                    m²K

A = Área ( m² )

/\ T = Variação de temperatura [ K ]

Transferência de calor por radiação

Energia é transmitida por ondas eletromagnéticas.

Q = E . τ. A .Ts

Ts = Temperatura da superfície

τ = Constante de stefan- Bolztmann

E = Emissividade

Questões:

Método de Condução

1 – Habilidades e competências

Ao termo desta atividade o aluno deverá ter competência para:

• Identificar, comparar e classificar as formas de propagação do calor;
• Reconhecer que o calor, para se propagar, necessita de uma diferença de temperatura entre as regiões de escoamento;
• Mencionar que o fluxo térmico sempre se verifica no sentido das temperaturas decrescentes.

2 – Material necessário

01 base principal;

05 corpos de prova esféricos de aço;

01 lamina suporte em aço inoxidável;

01 biombo protetor e canalizador, com suporte de termômetro e janelas de entrada.

*01 vela

*01 caixa de fósforos

3 - Ao fazer os preparativos, nossa temperatura inicial é de 30° C.

Com lamina fixada com corpos de prova virados para baixo a

1° caiu com 11 segundos

2° caiu com 36 segundos

3° caiu com 1 minuto e 43 segundos

4° caiu com 4 minutos e 05 segundos

E a 5° e último corpo de prova caiu com 6 minutos e 59 segundos

4 – Andamentos das atividades

4.1 Acenda a lamparina e aqueça a extremidade livre da lamina.

* Descreva o observado

Observamos que no decorrer de 6 minutos e 59 segundos todas as esferas foram caindo, sendo que a chama estava na ponta da lamina, transferindo calor de condução.

4.2 Justifique o fato da energia térmica penetrar no extremo da lamina com as esferas se desprenderam, sucessivamente, nos pontos 1,2,3,4,5.

Devido material da lamina, que é condutor de calor e não isolante térmico.

4.3 Qual função da cera e das esferas utilizadas no experimento?

Prender os corpos de prova esféricos com cera de vela sobre marcas existentes na lamina durante o recebimento de calor, permitindo a sua soltura de soltar.

4.4 Pode a esfera 2 cair antes da esfera 1? Justifique a sua resposta.

Não, porque acontecera gradativamente de ponto em ponto, onde está recebendo calor até outra extremidade da lamina.

4.5 Como é denominado esta maneira do calor se propagar e qual a sua principal característica?

É denominado condução, sua principal função é condução de calor por toda área do material condutor.

Propagação de calor de molécula a molécula, com deslocamento de matéria.

Convecção

1 – Material necessário

01 base principal com: sapatas niveladoras, chaves liga – desliga isolada, base vertical com regulagem de altura, refletor com soquete articular;

01 fonte irradiante de feixe direcional, 60 W (verifique se a tensão da lâmpada é compatível com a da rede local);

01 ventoinha de alumínio com 8 hélices;

01 biombo protetor;

01 pivô em aço inoxidável;

2- Montagem

Temperatura inicial 32° C

Quando começou girar sua temperatura chegou a 45 ° C em 2 minutos e 30 segundos.

Manteve em equilíbrio aos 4 minutos e 50 segundos com a temperatura em 54° C.

3 – Andamento das Atividades

3.1 Ligue lâmpada

* Aguarde alguns minutos e comente o observado.

Podemos observar que ao ligar a lâmpada sua temperatura inicial era de 32° C, com calor da lâmpada ela começou a subir sua temperatura gradativamente.