FO.13 – PROPAGAÇÃO DE CALOR E DILATAÇÃO TÉRMICA

Apresentação em tema: "FO.13 – PROPAGAÇÃO DE CALOR E DILATAÇÃO TÉRMICA"— Transcrição da apresentação:

1 FO.13 – PROPAGAÇÃO DE CALOR E DILATAÇÃO TÉRMICA
FÍSICA ÓPTICA FO.13 – PROPAGAÇÃO DE CALOR E DILATAÇÃO TÉRMICA

2 TRANSFERÊNCIA DE CALOR
A transferência de energia térmica (Calor), pode se evidenciar por: Condução Convecção Irradiação

3 TRANSFERÊNCIA DE CALOR (Condução)
Condução: Transmissão de calor onde este passa de partícula para partícula sem que haja transporte de matéria de uma região para outra

4 FLUXO DE CALOR Ф = Q / ∆t = K . A . ∆θ / l
Em um corpo metálico (bom condutor de calor) cujos estremos tem temperaturas diferentes, surgirá um fluxo de calor através dele, da região mais quente para a região mais fria. Esse fluxo de calor pode ser medido pela expressão: Ф = Q / ∆t = K . A . ∆θ / l

5 FLUXO DE CALOR Ф = Fluxo de calor; Q = Quantidade de calor;
∆t = Variação do tempo para transferir o calor; l = Comprimento pelo qual o fluxo de calor deverá passar; A = Área da superfície; K = Constante de Condutividade térmica; ∆θ = Diferença de temperatura entre as faces quente e fria.

6 CONDUTIVIDADE TÉRMICA (K)
Capacidade de condução térmica de uma determinada substância. Quanto maior o valor da condutividade térmica , melhor condutora de calor é a substância. K prata = 0,99 cal/s.cm.ºC K alumínio = 0,5 cal/s.cm.ºC K prata > K alumínio Prata é melhor condutora de calor.

7 TRANSFERÊNCIA DE CALOR (Convecção)
Convecção: Processo de transmissão do calor que ocorre nos fluídos (líquidos e gases). Nesse processo o calor é transmitido junto com a matéria. Exemplo: Panela com água!

8 TRANSFERÊNCIA DE CALOR (Convecção)
Na convecção, como existe um aquecimento na parte inferior de um fluído, este sofre uma expansão em seu volume, diminuindo assim sua densidade, dessa forma a parte do fluído que sofre aumento na temperatura tende a subir e trocar de lugar com a parte de menor temperatura.

9 TRANSFERÊNCIA DE CALOR (Irradiação)
Irradiação: Processo de transmissão de calor por meio de ondas eletromagnéticas. É a única forma ade transmissão que pode ocorrer no vácuo.

10 DILATAÇÃO TÉRMICA Dilatação: A temperatura está associada ao grau de vibração das moléculas, por tanto, quando ocorre um aquecimento do corpo existe um aumento da vibração das partículas que o compõe, fazendo com que elas ocupem um espaço maior. Dessa forma o corpo sofre dilatação.

11 DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS
Dilatação linear: Quando o comprimento de um corpo é muito maior que a sua área da secção transversal. “Todas as dimensões sofrem dilatação, porém nesse caso a dilatação da área da secção transversal é desprezada”.

12 DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS
A dilatação linear nos sólidos é dada pela relação: ∆l = l0 . α . ∆θ Onde: ∆l = Dilatação linear. (Variação do comprimento); l0 = Comprimento inicial; α = Coeficiente de dilatação linear; ∆θ = Variação da temperatura.

13 DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS
Dilatação Superficial: Quando a área do sólido é maior que a sua espessura. “Numa chapa por exemplo, a dilatação da espessura é desprezível.”

14 DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS
A expressão para dilatação superficial é: ∆A = A0 . β . ∆θ Onde: ∆A = Dilatação superficial; A0 = Área inicial; β = coeficiente de dilatação superficial ( β = 2α); ∆θ = Variação da temperatura;

15 DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS
Dilatação Volumétrica: Consiste no aumento de todas as dimensões do corpo.

16 DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS
A dilatação volumétrica é dada pela expressão: ∆V = V0 . γ . ∆θ Onde: ∆V = Dilatação Volumétrica; V0 = Volume Inicial; γ = Coeficiente de dilatação volumétrica (3α); ∆θ = Variação da temperatura.

17 DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS
A forma de um líquido é igual ao do recipiente que o contém; A dilatação dos líquidos é sempre volumétrica; A dilatação sofrida pelo líquido é a soma da dilatação sofrida pelo recipiente mais a dilatação aparente. ∆Vl = ∆Vr + ∆Vapar

18 DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS

19 EXERCÍCIOS 1) (UFES) Um ventilador de teto, fixado acima de uma lâmpada incandescente, apesar de desligado, gira lentamente algum tempo após a lâmpada estar acesa. Esse fenômeno é devido à: a) convecção do ar aquecido b) condução do calor c) irradiação da luz e do calor d) reflexão da luz e) polarização da luz. Resposta: A

20 EXERCÍCIOS 2) (MACK-SP) Uma placa de aço sofre uma dilatação de 2,4 cm2, quando aquecida de 100 °C. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear médio do aço, no intervalo considerado, é 1,2 x 10-6 °C-1, podemos afirmar que a área da placa, antes desse aquecimento, era: a) 200,0 m2 b) 1,0 m2 c) 100,0 m2 d) 0,010 m2 e) 2,0 m2 Resposta: B

21 EXERCÍCIOS 3) (Unifor-CE) Fazendo-se passar vapor d’água por um tubo metálico oco, verifica-se que a sua temperatura sobe de 25 °C para 98 °C. Verifica-se também que o comprimento do tubo passa de 800 mm para 801 mm. Pode-se concluir daí que o coeficiente de dilatação linear do metal vale, em °C-1: 1,2 x 10-5 2,5 x 10-5 1,7 x 10-5 2,9 x 10-5 2,1 x 10-5 Resposta: C