Site: www.isrrael.com.br UNIDADE 4 Capítulo 21 Site: www.isrrael.com.br 21 – Transmissão de Calor.

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UNIDADE 4 Capítulo 21 Site: 21 – Transmissão de Calor

2 Definição de Calor: Calor é energia térmica em trânsito motivada por uma diferença de temperatura, sendo sempre transferida do meio mais quente para o meio mais frio. A – Condução: É o processo de propagação de calor através do qual a energia passa de partícula para partícula, vibrando as partículas, porém sem deslocá-las. Os materiais podem ser divididos em condutores e isolantes de calor. Condutores: são os materiais que permitem a propagação do calor por condução. Exemplo: os metais.

3 Condutividade Térmica
Fluxo de calor entre dois corpos. Consideremos dois corpos com diferentes temperaturas T1 e T2, sendo T2>T1. Se unirmos esses dois corpos com uma barra metálica de secção uniforme A e de comprimento L, ocorrerá a condução de calor do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, determinando que ΔQ é a quantidade de calor que passa pela barra em um determinado intervalo de tempo Δt. O quociente entre a quantidade de calor e o intervalo de tempo é denominado de fluxo de calor que é representado pela letra grega fi (Φ) e matematicamente pode ser escrito da seguinte forma: Condutividade Térmica O fluxo é definido como a quantidade de calor que atravessa o condutor na unidade de tempo. EXEMPLO 01: Um vidro plano, com coeficiente de condutibilidade térmica 0,00183 cal/(s.cm.°C), tem uma área de 1000 cm² e espessura de 0,366cm. Sendo o fluxo de calor por condução através do vidro de 2000 calorias por segundo, calcule a diferença de temperatura entre suas faces.

4 B – Convecção É a forma de propagação de calor, em que a matéria e a energia se movimentam por causa da diferença de densidade entre as partes quentes e as partes frias de uma substância. A convecção ocorre nos fluidos, ou seja, nos líquidos e gases.

5 Exemplo de Convecção: Brisa litorânea: De dia, o ar junto à areia se aquece e, por ser menos denso, sobe e é substituído pelo ar frio que estava sobre a água. Assim, forma-se a brisa que sobra do mar para a terra, a brisa marítima. À noite, o ar junto à água, agora mais aquecido, sobe e é substituído pelo ar frio que estava sobre a areia. Assim, forma-se a brisa que sopra da terra para o mar, a brisa terrestre.

6 C – Irradiação A propagação de calor por irradiação é devida principalmente as ondas eletromagnéticas na faixa do infravermelho, denominadas ondas de calor.

7 O infravermelho é uma onda eletromagnética que fica próxima da luz visível, conforme o esquema, porém não é visível. A irradiação pode ocorrer tanto no vácuo, quanto em certos meios materiais. Já a condução e a convecção só se propagam em meios materiais. As ondas de calor, ao atingirem um corpo, sofrem reflexão, absorção e transmissão. a) Reflexão: ocorre com maior intensidade nas superfícies polidas. b) Absorção: ocorre com maior intensidade nas superfícies rugosas e escuras. É o calor absorvido que provoca o aumento de temperatura dos corpos.

8 EXEMPLO 01: Um vidro plano, com coeficiente de condutibilidade térmica k = 0,00183 cal/(s.cm.°C), tem uma área de 1000 cm² e espessura de 0,366cm. Sendo o fluxo de calor por condução através do vidro de 2000 calorias por segundo, calcule a diferença de temperatura entre suas faces.

9 Página 299/R3 (UNICAMP 2007) Nas regiões mais frias do planeta, camadas de gelo podem se formar rapidamente sobre um volume de água a céu aberto. A figura abaixo mostra um tanque cilíndrico de água cuja área da base é A = 2,0 m2, havendo uma camada de gelo de espessura L na superfície da água. O ar em contato com o gelo está a uma temperatura Tar = – 10°C, enquanto a temperatura da água em contato com o gelo é Tag = 0,0 °C. O calor é conduzido da água ao ar através do gelo. O fluxo de calor φcal, definido como a quantidade de calor conduzido por unidade de tempo, é dado por φcal = kA(Tag - Tar)/L, onde k = 4,0 x 10–3 cal/(s cm °C) é a condutividade térmica do gelo. Qual é o fluxo de calor φ cal quando L = 5,0 cm? b) Ao solidificar-se, a água

10 RESOLVER EXERCÍCIOS Página: 298 e 299 – Ex: A1; A4; V1 e V5 Páginas: 301; 302 e 303