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CEFET/SC
UNIDADE DE SÃO JOSÉ

CURSO TÉCNICO DE REFRIGERAÇÃO E CONDICIONAMENTO DE AR





TRANFERÊNCIA DE CALOR (TCL)


Volume IV


Prof. Carlos Boabaid Neto

ÍNDICE

Página
CAPÍTULO 5 - TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR RADIAÇÃO
03
5.1 - A transmissão de calor por radiação
03
5.2 - Cálculo da transferência de calor por radiação
05
5.3 - Blindagem de radiação
135.4 - O coeficiente de transferência de calor por radiação
13
5.5 - Efeito da radiação nas medições de temperatura
15
5.6- Radiação solar
16
Exercícios
17






CAPÍTULO 5 - TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR RADIAÇÃO

5.1 - A TRANSMISSÃO DE CALOR POR RADIAÇÃO.

5.1.1 - Fundamentos físicos
Na praia, em um dia de Sol intenso, pode-se sentir claramente o quanto o Sol aquece a Terra.Sabemos que a distância entre a Terra e o Sol é muito grande, cerca de 150.000.000 (150 milhões) de quilômetros. Entre a Terra e o Sol praticamente não existe matéria: o espaço é um vácuo quase perfeito. Mesmo assim, o calor gerado no Sol chega até nós. Essa transmissão de energia se dá por meio de ondas eletromagnéticas, mais especificamente, através da Radiação Térmica. A radiação térmica é apenasum dos tipos de radiação eletromagnética.

Espectro eletromagnético. As ondas eletromagnéticas são uma manifestação de energia, mais precisamente, uma manifestação de transmissão de energia. Por exemplo, ondas de rádio e televisão, raios X, etc. Os vários "tipos" de ondas estão relacionados com o comprimento dessa onda, como se pode ver pelo espectro eletromagnético mostrado na Figura 5.1.Para uma radiação se propagando através de um determinado meio, a relação entre o comprimento de onda (l)e sua frequência (f) é dado pela equação:



onde a constante c representa a velocidade de propagação da luz nesse meio. Para o vácuo, c vale 2,998 x 108 m/s.
Os comprimentos de onda pequenos, como os raios gama, raios X e radiação ultravioleta (UV), são muito energéticas, e muitoutilizadas em física e energia nuclear. As ondas de grande comprimento, como as ondas de rádio, também conhecidas de microondas, são de interesse da engenharia eletrônica, e muito utilizadas para transmissão de rádio e TV, e também para comunicação via satélite. Essas ondas são menos energéticas.
No entanto, é a porção intermediária do espectro, que vai de aproximadamente 0,1 a 100 mm, e que inclui umaparcela da radiação ultravioleta (UV), todo o espectro de radiação (luz) visível (0,35 a 0,75 mm) e todo o espectro de radiação infravermelha (IR), e que é conhecida como Radiação Térmica, a parcela que interessa à Transmissão de Calor.

Radiação Térmica. É a radiação eletromagnética emitida pela matéria em função de sua temperatura.
Neste momento, radiação térmica está sendo emitida por todamatéria que está a sua volta: as paredes da sala, os móveis, o próprio ar ambiente, outras pessoas. De fato, todas as formas de matéria emitem radiação.
O mecanismo físico responsável por esta emissão de energia está relacionado com as oscilações e transições (alterações de posição) dos elétrons que constituem a matéria. Estas oscilações, por sua vez, são mantidas pela energia interna, e emconsequência, pela temperatura da matéria. Quanto maior a temperatura, maior o nível de oscilações dos elétrons, e maior a energia emitida na forma de radiação térmica.


Figura 5.1 - Espectro da radiação eletromagnética

5.1.2 - Definição
Do exposto anteriormente, vem então a definição:

A transmissão de calor por radiação é a transferência de calor por intermédio de ondas eletromagnéticas(radiação).

Duas conclusões muito importantes são tiradas:
ü ao contrário da condução e convecção, não há necessidade de um meio material para ocorrer a transferência de calor por radiação; esta pode ocorrer até mesmo no vácuo;
ü qualquer corpo emite calor por radiação; quanto mais quente estiver o corpo, maior a quantidade de calor emitida por ele;

5.1.3 - Propriedades dos materiais em...
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