PROPAGAÇÃO DE CALORPROPAGAÇÃO DE CALOR

Por: Roberto Bahiense.

e

1. FLUXO DE CALOR ()

Espontaneamente, o calor sempre se propaga de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura.T1 T2

Δt

Q

Q é a quantidade de calor transportada.t é o intervalo de tempo da transferência.

Unidade de medidaNo SI: Joule/seg (J/s) Watt (W)Outras usuais: cal/s, cal/min, kcal/min etc.

2. Formas de propagação de calor

2.1 CONDUÇÃO TÉRMICAForma de transmissão de calor que ocorre em meios materiais. Na condução térmica, não há transporte de matéria e sim de energia, através da agitação molecular.

A

QT 1

T2

e

LEI DE FOURIERLEI DE FOURIEREm regime estacionário, o fluxo de calor por condução num material homogêneo é diretamente proporcional à área da seção transversal atravessada e à diferença de temperatura entre os extremos, e inversamente proporcional à espessura da camada considerada.

e

ΔTAKΦ

A área de seção transversal.e espessura (distância entre as extremidades).T diferença de temperatura.K coeficiente de condutibilidade térmica do material. (J/s.m.K ou cal/s.cm.°CJ/s.m.K ou cal/s.cm.°C)

TESTES DE SALA(UFBA-07) [...] estou colocando uma linha de náilon que me veio de Salvador por intermédio de Luiz Cuiúba, que me traz essa linha verde e grossa, com dois chumbos de cunha e anzóis presos por uma espécie de rosca de arame, linha esta que não me dá confiança, agora se vendo que é especializada em carrapatos. Mas temos uma vazante despreocupada, vem aí setembro com suas arraias no céu e, com esses dois punhados de camarão miúdo que Sete Ratos me deu, eu amarro a canoa nos restos da torre de petróleo e solto a linha pelos bordos [...]. Daqui diviso os fundos da Matriz e uns meninos como formiguinhas escorregando nas areias descarregadas pelos saveiros [...]. Temos uma carteira quase cheia de cigarros; uma moringa, fresca, fresca; meia quartinha de batida de limão; [...], a água, se não fosse a correnteza da vazante, era mesmo um espelho; não falta nada e então botamos o chapéu um pouco em cima do nariz, ajeitamos o corpo na popa, enrolamos a linha no tornozelo e quedamos, pensando na vida (RIBEIRO, 2000, p. 479).

A partir dos fatos descritos e das imagens sugeridas pelo escritor no conto que inspirou o filme “Deus é brasileiro”, são considerações verdadeiras

(04) A água contida em uma moringa tem temperatura menor que a do meio ambiente, porque o elevado valor do coeficiente de condutividade térmica do barro permite uma rápida troca de calor com o ambiente

2. Uma barra de alumínio (K = 0,5 cal/s.cm.°C) está em contato, numa extremidade, com gelo em fusão e, na outra, com vapor de água em ebulição sob pressão normal. Seu comprimento é 25 cm, e a secção transversal tem 5 cm² de área. Sendo a barra isolada lateralmente determine a temperatura numa secção da barra a 5 cm da extremidade fria.

2.2 CONVECÇÃO TÉRMICAA convecção consiste no transporte de energia térmica de uma região para outra por meio de transporte de matéria, o que só pode ocorrer nos fluidos (líquidos e gases).

EXEMPLOS DE CONVECÇÃO TÉRMICA NO COTIDIANO:EXEMPLOS DE CONVECÇÃO TÉRMICA NO COTIDIANO:Brisas - A água tem alto calor específico, sofrendo portanto, relativamente, pequenas variações de temperatura. Numa praia, a areia se aquece mais rapidamente do que a água do mar, ao receber calor do Sol. À noite, ela também se resfria mais rapidamente. A convecção provoca as brisas (marítima e terrestre).

Inversão térmica – Ocorre quando o ar que está próximo à superfície, estando a uma temperatura mais baixa, fica aprisionado por outra camada de ar que tem uma temperatura mais elevada.

INVERSÃO TÉRMICA EM SÃO PAULOINVERSÃO TÉRMICA EM SÃO PAULO

2.3 IRRADIAÇÃO TÉRMICAA irradiação térmica consiste no transporte de energia térmica através de ondas eletromagnéticas. Não é necessário meio material para que irradiação ocorra.

CORPO

QiQr

Qa

Qt

Qi Calor incidente.Qr Calor refletido.Qa Calor absorvido.Qt Calor transmitido.

Qi = Qa + Qr + Qt

Absorvidade: a = Qa/Qi

Refletividade: r = Qr/Qi

Transmissividade: t = Qt/Qi

a + r + t = 1

Um corpo com absorvidade a = 0,8 significa que 80% do calor Um corpo com absorvidade a = 0,8 significa que 80% do calor nele incidente foi absorvido. Os restantes 20% do calor devem se nele incidente foi absorvido. Os restantes 20% do calor devem se dividir em reflexão e transmissão.dividir em reflexão e transmissão.

Se não houver transmissividade: t = 0 , então, a + r = 1

Se absorve 100% (corpo ideal): a = 1 (r = 0)

CORPO ATÉRMICO

CORPO NEGRO

Se reflete 100% (corpo ideal): r = 1 (a = 0)

ESPELHO IDEAL

De um modo geral, os corpos escuros apresentam absorvidade elevada e reflexividade baixa, sendo bons

absorvedores e emissores. Ao contrário, os corpos claros e polidos são maus absorvedores e emissores, pois possuem

baixa absorvidade e elevada refletividade.

a + r + t = 1

LEI DE STEFAN-BOLTZMANNLEI DE STEFAN-BOLTZMANN

O poder emissivo de um corpo (e) é a potência irradiada (emitida) por unidade de área:

AP

e Unidade usual: W/m².

O Poder emissivo de um corpo negro é proporcional à quarta potência da sua temperatura absoluta, e é

calculado pela Lei de Stefan-Boltzmann:

4CN Tσe Onde = 5,7.10-8 W/m².K4

TESTES DE SALA

1. Durante certo tempo, 20000 cal incidem em um corpo atérmico. Verifica-se que são absorvidas, nesse mesmo tempo, 5000 cal. Determine a absorvidade e a refletividade do corpo.

RELAXANDO....RELAXANDO....