Cap tulo 5 Propriedades 3

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE MATERIAIS
DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS

PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
Propriedades Térmicas e Óticas
PROFA. DRA. LISETE CRISTINE SCIENZA

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PROPRIEDADES TÉRMICAS
1 INTRODUÇÃO
2 CAPACIDADE TÉRMICA
3 EXPANSÃO TÉRMICA
4 CONDUTIVIDADE TÉRMICA

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1 Introdução
⇒ Propriedades térmicas

⇒ Sólido absorve calor

resposta ou reação de um material à aplicação do calor sua temperatura aumenta sua energia interna aumenta

⇒ Dois principais tipos de energia térmica em um sólido: energia vibracional dos átomos ao redor de suas posições de equilíbrio energia cinética dos elétrons livres
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2 Capacidade térmica
⇒ Propriedade que indica a capacidade do material em absorver calor do meio externo
⇒ Representa a quantidade de energia necessária para aumentar a temperatura de um corpo em uma unidade.
Matematicamente:

C = dQ dT C = capacidade térmica (J/K, cal/K) dQ = energia necessária para produzir uma mudança dT de temperatura

⇒ Calor específico representa a capacidade térmica por unidade de massa (cal/g.ºC). Pode ser determinado mantendo-se o volume do material constante (cv), ou mantendo-se a pressão externa constante (cp).

CV = ( dS/dT)V e CP = (dH/dT)P

E é a energia interna
H é a entalpia

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⇒ Energia interna x Entalpia
H = S + PV
CP > CV

para os sólidos a entalpia e a energia interna são muito similares

⇒ Sólidos: assimilação de energia

aumento da energia vibracional dos átomos

Átomos em sólidos acima de 0K estão sempre vibrando com altas freqüências e baixas amplitudes átomos + vizinhos vibram ondas que atravessam o material

ondas sonoras ou elásticas alta freqüência e velocidade do som
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⇒ Energia térmica vibracional conjunto de ondas elásticas em uma faixa de freqüências a energia é quantizada
FÔNON
⇒ Contribuição eletrônica é significativa em materiais com elétrons livres como ocorre absorção de energia pelos e- aumentando Ecinética
Condutores: e- com energia ≅