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03_Processos de Transmissão de Calor
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TRANSMISSÃO DE CALORProjeto Sol – Prof. Thiago Miranda de Oliveira
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CALOR
• Energia em trânsito que se transfere de um corpopara outro, quando entre eles existir umadiferença de temperatura, até atingir o equilíbrio
térmico (temperaturas iguais).
O equilíbrio térmico ocorre quando a
temperatura dos corpos se igualam, ou
seja, possuem o mesmo valor.
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TRANSMISSÃO DE CALOR
• É a passagem da energia térmica de um local paraoutro.
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CONDUÇÃO• É o processo de transmissão de calor em que a
energia térmica passa de um local para o outroatravés das partículas do meio que os separa.
•
A passagem da energia térmica de uma região paraoutra se faz da seguinte maneira: – na região de maior temperatura, as partículas estão mais
energizadas, vibrando com maior intensidade;
‒ estas partículas transmitem energia para as partículas vizinhas,
menos energizadas, que passa a vibrar com intensidade maior;‒ estas, por sua vez, transmitem energia térmica para as seguintes, e
assim sucessivamente;
• Precisa de um meio material para ocorrer.
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CONDUÇÃO
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CONVECÇÃO
• A convecção se constitui de movimentos demassas fluidas trocando de posição.
• Podemos afirmar que a convecção somente ocorre
nos fluidos (líquidos, gases e vapores), nãopodendo ocorrer nos sólidos ou no vácuo.
• A convecção pode ser natural, é ocasionada pordiferenças de densidade devido à diferença de
temperatura entre as massas de fluido, ou forçada,quando é ocasionada por bombas ou ventiladores.
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CONVECÇÃO
• Observemos que na convecção não há passagemde energia de um corpo para outro, mas apenasestes é que mudam de posição.
Fluido frio(mais denso)
Fluido quente
(menos denso)
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CONVECÇÃO
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IRRADIAÇÃO OU RADIAÇÃO
• A radiação proveniente do Sol, além de nos iluminar,também nos aquece.
Como se dá a transmissão de calor entre o Sol e a
Terra?
• Como não há um meio material
entre eles, esse calor se propagaatravés de ondas eletromagnéticas
(radiação térmica).
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IRRADIAÇÃO OU RADIAÇÃO
• Não é apenas o Sol que emite radiação térmica. – Todos os corpos podem emitir
– Quanto mais aquecido (maior temperatura), maior é a
quantidade de calor que irradia – O corpo que absorve essa radiação terá sua temperatura
elevada
• A radiação térmica é formada por radiação
eletromagnética infravermelha.• Essas ondas propagam-se sem a necessidade de
um meio material no vácuo
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IRRADIAÇÃO OU RADIAÇÃO
• De maneira geral: – Corpos escuros possuem alta absorvidade e baixa refletividade
(bons absorvedores e emissores)
– Corpos claros e polidos possuem baixa absorvidade e altarefletividade (maus absorvedores e emissores)
Energia
radiante
RefletidaTransmitidaAbsorvida
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APLICAÇÕES
CONVECÇÃO – Ar condicionado
– Aquecedor
–
Brisas marítimas – Geladeira doméstica
– Inversão térmica
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APLICAÇÕES
CONVECÇÃO‒ Ar condicionado
• O aparelho de ar-
condicionado deveser colocado na
parte superior da
parede da sala.• Desse modo, devido à sua maior densidade, o ar frio
desce, provocando a circulação do ar contido na sala.
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APLICAÇÕES
CONVECÇÃO‒ Aquecedor
• Deve ser instalado na
parte inferior da sala.• De modo que o ar quente,
devido à sua menordensidade, suba
provocando a circulaçãodo ar contido na sala.
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APLICAÇÕES
CONVECÇÃO‒ Brisas marítimas
• O ar próximo da areiafica mais quente que orestante e sobe,dando lugar a umacorrente de ar da águapara a terra. o vento
que, durante o dia,sopra do mar para aterra.
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APLICAÇÕES
CONVECÇÃO‒ Brisas terrestres
• O ar próximo dasuperfície da águaresfria-se menos que orestante. Com isso, elefica mais quente que orestante e sobe, dando
lugar a uma correntede ar da terra para aágua. É o vento durantea noite, sopra da terrapara o mar
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APLICAÇÕES
CONVECÇÃO‒ Geladeira doméstica
• O congelador é sempre colocado naparte superior, para que o ar seresfrie na sua presença e desça,dando lugar ao ar mais quente, quesobe.
• Os alimentos são resfriados pelo ar
frio, que desce devido à convecção.• As prateleiras são feitas em grades (e
não inteiriças) para permitir aconvecção do ar dentro da geladeira.
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APLICAÇÕES
CONVECÇÃO‒ Inversão térmica (Dia normal)
• Num dia ensolarado de verão ouprimavera, a superfície da Terra éaquecida e a temperatura do ardiminui conforme aumenta aaltitude
• O ar quente, menos denso que o ar
frio, sobe e facilita a dispersão dospoluentes.
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APLICAÇÕES
CONVECÇÃO‒ Inversão térmica (Dia normal)
• Num dia ensolarado de verão ouprimavera, a superfície da Terra éaquecida e a temperatura do ardiminui conforme aumenta aaltitude
• O ar quente, menos denso que o ar
frio, sobe e facilita a dispersão dospoluentes.
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APLICAÇÕES
CONVECÇÃO‒ Inversão térmica
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APLICAÇÕES
IRRADIAÇÃO‒ Estufa
• É uma estrutura que tem como
objetivo absorver o calor provenientedo Sol e, mantê-lo condicionado
em seu interior.
• A estufa de plantas, além de proteger a planta contra
possíveis ameaças externas, mantém a temperatura internacontrolada de acordo com a entrada de radiação solar.
• É construída por materiais transparentes, que permitem apassagem de praticamente toda a radiação solar.
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APLICAÇÕES
IRRADIAÇÃO‒ Estufa
• A luz (radiação)
do Sol entra naestufa e aquece
o solo.
• A camada aquecida
do solo aquece o ar próximo a ele.• O ar aquecido sobe tomando o lugar do ar frio empurrando-o
para baixo.
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APLICAÇÕES
‒ Garrafa térmica• Para evitar a saída ou entrada de calor
por condução, o líquido foi envolvidopor vácuo. Por isso a garrafa térmicapossui parede dupla de vidro (péssimo
condutor) entre as quais se faz o vácuo.• Para evitar a convecção (processo que
exige trocas de partículas), deve-semanter sempre bem fechada a tampada garrafa.
• Para evitar a radiação, as paredes sãoespelhadas, assim os raiosinfravermelhos e as demais radiaçõesrefletem-se no espelho, retornando aomeio de origem.
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