Fenomenos de transporte

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Curso: Engenharia Elétrica
Disciplina: Fenômenos de transporte
Professora: Douglas Esteves
Alunos: __________________________________ RA: ________________
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Brasília – DF




Transferência de Calor

Estuda a transferência de energia entre dois corpos materiais que ocorre devido a uma diferença de temperatura. Quanta energia é transferida e em que taxa esta energiaé transferida.

Sempre que existir uma diferença de temperatura em um meio ou entre meios diferentes haverá, necessariamente, transferência de calor.

A Termodinâmica, por sua vez, lida com os estados que delimitam o processo
no qual uma interação ocorre (inicial e final). Não se estuda a natureza da
interação e nem a taxa (velocidade) na qual a interação ocorre.Termodinâmica e Transferência de Calor

• A Termodinâmica trata de sistemas em equilíbrios, pode ser utilizada para calcular a quantidade de calor necessária para que um sistema passe de um estado de equilíbrio estável para outro, porém não pode prever a rapidez com que esta mudança ira ocorrer, pois o sistema não esta em equilíbrio durante este processo.

• A Transferência de Calor (TC) é a energia emtrânsito devido a uma diferença de temperatura, ela trata com a determinação da taxa de energia que pode ser transferido de um sistema para outro, como resultado dessa diferença de temperatura. A TC é por essência um processo de não equilíbrio.

Transferência de calor

Estuda Temperatura e Fluxo de calor.

Temperatura: Quantidade de energia térmica disponível.

Fluxo de Calor: Movimento deenergia térmica de um local para outro.

Transferência de energia cinética de um meio ou objeto para outro.

• O requerimento básico da Transferência de Calor é a presença de uma diferença de temperatura.

• A segunda lei da termodinâmica requere que o calor transferido seja na direção da diminuição de temperatura.

• A taxa de transferência de calor em uma certa direção depende damagnitude da diferença de temperatura nessa direção.

• Quanto maior for a diferença de temperatura, maior será a transferência de calor.

Transferência de calor ocorre quando dois sistemas (A e B), ou o sistema (A) e seu meio (B), que apresentam diferenças de temperaturas, são colocados em contato térmico.

A taxa de transferência de calor será função de:

Q = f (TA, TB, tempo, propriedadestermo-físicas, tamanho, formas geométricas, movimento relativo de A e B).

Exemplo:

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1. O gás ocupa o espaço entre 2 superfícies (1) e (2) mantidas a diferentes temperaturas de modo que T1 > T2 (o gás não tem movimento macroscópico);

2. Como altas temperaturas estão associadas com energias moleculares mais elevadas, as moléculas próximas à superfície são mais energéticas(movimentam-se mais rápido);

3. O plano hipotético X é constantemente atravessado por moléculas de cima e de baixo. Entretanto, as moléculas de cima estão associadas com mais energia que as de baixo.

Portanto existe uma transferência líquida de energia de (1) para (2) por condução

Para os líquidos o processo é basicamente o mesmo, embora as moléculas estejam menos espaçadas e as interaçõessejam mais fortes e mais freqüentes. Para os sólidos existem basicamente dois processos ( ambos bastante complexos ) :

• sólido mau condutor de calor : ondas de vibração da estrutura cristalina

• sólido bom condutor de calor: movimento dos eletrons livres e vibração da estrutura cristalina.



Mecanismos de Transferência de Calor

• Calor pode ser transferido em três modos:

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