TRABALHO De SIMULACAO CONDUCAO 2014

UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI – UFVJM
INSTITUTO DE CIÊNCIA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA – ICET
BACHARELADO EM CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – BCT
CAMPUS MUCURI

Modelagem Computacional da Condução Térmica entre Dois Corpos Ligados por Uma Barra Unidimensional Homogênea

Fenômenos Térmicos e Ópticos

Teófilo Otoni, MG.
09 de Maio de 2014
1. Objetivos

Objetivos Gerais:
Assimilar a Lei Zero da termodinâmica;
Aplicar as equações básicas de fenômenos térmicos na simulação de um problema através de diferenças finitas;
Desenvolver habilidades computacionais a partir de pequenos problemas térmicos de solução fácil, para, posteriormente aplicar os conceitos físicos e técnicas computacionais na solução de problemas (algebricamente) complexos;

2. Atividades

Atividade 01-a) Descreva (brevemente) a Lei Zero da termodinâmica.
R.: A Lei Zero da Termodinâmica prega que dois sistemas A e B estando em equilíbrio térmico com um terceiro sistema C, logo podemos concluir que os sistemas A e B encontram-se em equilíbrio térmico.

Atividade 01-b) Descreva “Equilíbrio térmico”.
R.: O equilíbrio térmico, entre dois corpos, ocorre quando não há mais nenhuma variação de temperatura entre os dois.

Atividade 02) Calcule a temperatura de equilíbrio de dois corpos colocados em um recipiente adiabático. O corpo de cobre é um bloco maciço de medidas 5cm x 10cm x 20cm, com temperatura inicial Ti cobre = 20°C. O outro corpo é uma semiesfera de alumínio maciço cuja temperatura inicial Ti alumínio =120°C, e o raio da semiesfera é R_SemiEsfera=0,15m. A troca de calor entre os corpos será efetuada através de uma barra de zinco maciça, de medidas 1cm x 5mm x 0,1m (o comprimento da barra corresponde à aresta maior). Desconsidere a capacidade térmica da barra e a temperatura inicial da barra.
R.:
Vcobre = 1000 cm³ = 1*10-3 m³
Ti cobre = 20 °C = 293,15 K
Valumínio = 7,0685*10-3 m³
Ti alumínio = 120 °C = 393,15 K

Atividade 03) A partir dos