condução unidimensionl

Transferência de Calor

Condução

Convecção

Radiação

A radiação térmica é a energia eletromagnética propagada na velocidade da luz, emitida pelos corpos em virtude de sua temperatura. Os átomos, moléculas ou elétrons são excitados e retornam espontaneamente para os estados de menor energia. Neste processo, emitem energia na forma de radiação eletromagnética. Uma vez que a emissão resulta de variações nos estados eletrônicos, rotacional e vibracional dos átomos e moléculas, a radiação emitida é usualmente distribuída sobre uma faixa de comprimentos de onda. Estas faixas e os comprimentos de onda representando os limites aproximados são mostrados na Figura.

Equações de Taxa
Todos os processos de transferência de calor podem ser quantificados através da equação de taxa apropriada. A equação pode ser usada para se calcular a quantidade de energia transferida por unidade de tempo.
A taxa de energia é denotada por q, e tem unidade de W (
Watt) no sistema internacional. Outra maneira de se quantificar a transferência de energia é através do fluxo de calor, q”, que é a taxa de energia por unidade de área
(perpendicular à direção da troca de calor). No sistema internacional, a unidade do fluxo é (W/m²).

Condução
Experiência prática: a energia vai da região de maior para a de menor temperatura. ∆ =

−

onde

q”
∆
A transferência de energia por unidade de área é proporcional ao gradiente de temperatura, ou seja:

Incluindo uma constante k temos:

ou

E

Que é a Lei de Fourier.

∝
=−
"=−
=−

>

.

Onde:
• q= taxa de transferência de calor [W]
• A = área [m²]
• k = condutividade térmica [W/m.K]
•

= gradiente de temp. na direção do fluxo de calor [K/m]

O sinal “-” é incluído para satisfazer a 2º lei da termo que diz que o calor flui da maior para a menor temperatura.

Considere que, na parede mostrada na figura, a superfície em x = 0 se encontra a uma temperatura T1e a superfície em x = L se