Transferencia de calor e massa

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) Transferência e Calor e Massa I M (CAT174), a ser oferecida no 6° período, com carga horária semestral de 60 horas (2T+2P), tendo como pré-requisito o 4° período, com a seguinte ementa: “Mecanismos de Transferência de calor. Condução de calor unidimensional e multidimensional em regime permanente. Condução de calor em regime transiente. Análise numérica no estudo da condução de calor. Convecçãonatural e forçada. Análise da transmissão de calor na mudança de fase. Radiação térmica: conceitos fundamentais. Superfícies negras e cinzentas. Radiação de gases, vapores e chamas. Transferência de massa por difusão e convecção”.



Transferência de Calor
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O que é a TRANSFERÊNCIA DE CALOR? Como ocorre?
1.1 Condução de calor
1.2 Convecção de calor
1.3 Radiaçãotérmica
1.4 Mecanismos Combinados
1.5 Resistências térmicas em série
1.6 Correlações empíricas
1.7 Bibliografia
O que é a TRANSFERÊNCIA DE CALOR? Como ocorre?
Energia térmica é a fracção da energia interna de um corpo que pode ser transferida devido a uma diferença de temperaturas. Esta fracção é composta pelas formas de energia microscópicas energia sensível e energia latente. Por exemplo, um corpo colocado num meio a uma temperatura diferente da que possui, recebe ou perde energia, aumentando ou diminuindo a sua energia térmica (ou interna, armazenada). Esta energia térmica transferida “para o” ou “do” corpo é vulgarmente designada por “Calor” e o processo é designado por Transferência de Calor. Não ocorrendo mudança de estado físico, a variação de energia internasofrida por um corpo, de massa m, é igual ao calor transferido (Q) e pode ser estimada pela variação de temperatura ocorrida (ΔT), conhecido o seu calor específico, cP, como transcrito de uma forma simplista pela eq. 1. Havendo mudança de estado, a temperatura mantém-se constante, por exemplo na evaporação de uma massa m de um líquido, e o calor associado é calculado com recurso à eq. 2, onde ΔHvapé a entalpia específica de vaporização (obtida por subtracção da entalpia do líquido à entalpia do gás).
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Existindo regiões no espaço adiferentes temperaturas (sendo esta diferença a driving-force, a causa, ou a força-motriz), ocorrerá transferência de calor no sentido das zonas onde a temperatura é mais baixa. Essa transferência pode ocorrer pelo mecanismo da condução, convecção e/ou radiação dependendo se ela se efectua através de sólidos ou de fluidos, entre sólidos separados por fluidos, entre fluidos separados por uma superfíciesólida ou ainda entre superfícies sólidas entre as quais não existe matéria (vácuo absoluto) - Fig. 1.
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Fig 01: Modos de transferência de calor: radiação nas mãos, condução na tenaz e convecção no ar, o qual aquece ao percorrer o interior do tubo do recuperador de calor.
Muitas ocorrências do dia-a-dia envolvem transferência de calor (Fig. 2): arrefecimento do café numachávena, favorecido pelo sopro sobre a sua superfície, aquecimento de água numa chaleira, a utilização de garrafas-termos para evitar o rápido arrefecimento de líquidos quentes, arrefecimento de alimentos no frigorífico ou o seu aquecimento num forno eléctrico, o arrefecimento do radiador do carro pelo ar ambiente circulante; no conforto humano refira-se os sistemas de ar condicionado, o aquecimentocentral, os aquecedores a óleo, o aquecimento do ar por meio de uma lareira, o isolamento de casas (com placas de poliuretano, esferovite, corticite, ou simplesmente uma camada de ar entre duas camadas de tijolo), a utilização de vidros duplos em vez de vidros simples.
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Fig. 2 - Exemplos de situações diárias onde ocorre transferência de calor.
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