Determinação da variação da temperatura com o tempo no centro de diferentes formas sólidas imersas em fluído a temperatura constantedeterminação da variação da temperatura com o tempo no centro de diferentes formas

Fenômenos de transporte experimental - EIB

- Experimento 2 -
Determinação da variação da temperatura com o tempo no centro de diferentes formas sólidas imersas em fluído a temperatura constante

Novembro/2011

RESUMO
Esta experiência visa principalmente a determinação da temperatura no centro geométrico de placas, cilindros e esferas, sendo duas formas de diferentes materiais, cobre e alumínio. O experimento é realizado acompanhando o tempo do ganho de temperatura em banho de água aquecida e também o resfriamento em ar a temperatura ambiente.

INTRODUÇÃO

A transferência de calor somente ocorre se houver um gradiente de temperatura, sendo o calor fornecido do ponto mais quente para o ponto mais frio. Existem três tipos de transferência de calor: condução, convecção e radiação.
A condução é a forma de energia térmica que se processa através da vibração molecular do material, a energia é transportada molécula a molécula sem movimento relativo destas moléculas. Por exemplo, a transferência de calor de uma extremidade de um sólido até a outra extremidade deste.
A convecção é a energia térmica que se processa com movimentação molecular. Por exemplo, o ar retirando calor de um material sólido mais quente.
A radiação é a forma de energia que se propaga mesmo no vácuo, através de ondas eletromagnéticas. Por exemplo, o sol incidindo em um telhado. Utilizando destes conceitos e suas respectivas equações, é necessário esclarecer as variáveis dos cálculos, portanto considera-se um sólido que possui: volume V, área superficial A, condutividade térmica Ks, densidade ρ, calor específico Cp, temperatura uniforme T0. Este sólido é imerso, no instante t = 0, em fluido mantido a temperatura T∞. Desta forma, a transferência de calor entre o sólido e o líquido se realiza por convecção, com um coeficiente de transferência de calor h. Admite-se que a distribuição de temperatura dentro do sólido, em qualquer