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TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Uma definição simples, porem geral, fornece uma resposta adequada para a pergunta: o que é transferência de calor?

|Transferência de calor é a energia em transito devido a uma diferença de |
|temperatura. |

Sempre que existir uma diferença de temperatura em um meio ou entre meiosdiferentes, haverá, necessariamente, transferência de calor.
Conforme mostrado na figura abaixo, referimo-nos aos diferentes tipos de processos de transferência de calor por modos.
- Quando existe um gradiente de temperatura em um meio estacionário, que pode ser um sólido ou um fluido, usamos o termo condução para nos referir a transferência de calor que irá ocorrer através do meio.- Em contraste, o termo convecção se refere à transferência de calor que irá ocorrer entre uma superfície e um fluido em movimento, quando eles se encontram em temperaturas diferentes.
- O terceiro modo de transferência de calor é conhecido por radiação térmica. Toda a superfície a uma temperatura não nula emite energia na forma de ondas eletromagnéticas. Assim, na ausência de ummeio que as interponha, existe uma transferência de calor por radiação entre duas superfícies que se encontram a diferentes temperaturas.
[pic]
ORIGENS FISICAS E EQUACÕES DAS TAXAS DE TRANSFERÊNCIA

Condução:

Ao mencionar a palavra condução, devemos imediatamente lembrar dos conceitos de atividade atômica e molecular, uma vez que são processos físicos que ocorrem aesses níveis os responsáveis por esse modo de transferência de calor. A condução pode ser vista como a transferência de energia de partículas mais energéticas para partículas de menor energia, em um meio devido às interações que existem entre elas.
O calor pode ser conduzido através de sólidos, líquido e gases pela transferência de energia de movimentos entre moléculas adjacentes. Emalguns casos há vibração dos átomos de um reticulo cristalino e em outros casos transferência de energia por elétrons livres em sólidos metálicos. Na condução, o fluxo de energia não é acompanhado por um movimento apreciável da matéria.
Exemplos de transferência de calor por condução:
- A ponta exposta de uma colher de metal que de repente é imersa em uma xícara de café quenteque irá eventualmente se aquecer devido à condução de energia através da colher.
- Em um dia de inverno há uma perda significativa de energia de uma sala quente para o ar exterior. Essa perda envolve a transferência de calor por condução através das paredes que separam o ar da sala do ar do exterior.
É possível quantificar os processos de transferência de calor emtermos de equações de taxas de transferência de calor apropriadas. Essas equações são usadas para calcular a quantidade de energia transferida por unidade de tempo. Para a condução de calor, a equação da taxa de transferência de calor é conhecida por Lei de Fourier.
[pic] (1)
q = fluxo de calor na direção x (kcal / h)
[pic]= variação datemperatura na direção normal a superfície de área A (° C/ m)
k = condutividade térmica do material (kcal / m.h. ° C).
O sinal negativo aparece porque é medido no sentido das temperaturas crescentes, isto é, no sentido oposto em que ocorre o fluxo térmico.
A condutividade térmica varia com a temperatura, com o material e com o estado de agregação do mesmo.
A equação (1) pode seraplicada em muitos casos de interesse pratico, alguns dos quais veremos a seguir.

Parede Plana Simples
A equação (1) pode ser escrita

[pic]
se k = constante, sendo o regime...
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