Calibração de paquimetro
Após o inicio do processo de transferência de calor algum tempo deve transcorrer antes que as condições do estado estacionário sejam alcançadas. Durante esse período transitório, a temperatura varia e a análise deve levar em conta a variação na energia interna.
Além do fluxo de calor em estado transitório, quando um sistema passa por uma transição de um estado estacionário a outro, existem também problemas de engenharia envolvendo variações periódicas no fluxo de calor e na temperatura. Exemplos desses casos é o fluxo de calor periódico em um edifício entre o período diurno e o noturno e o fluxo de calor em um motor de combustão interna.
Analisaremos primeiro os problemas que podem ser simplificados pela suposição de que a temperatura é somente uma função do tempo e é uniforme em todo o sistema em qualquer momento. Esse tipo de análise é chamado método da capacitância térmica concentrada ou capacitância global. Consideram-se os métodos de resolução de problemas de fluxo de calor em estado transitório, quando a temperatura não depende somente do tempo, mas também varia no interior do sistema.
Apesar de não haver na natureza material que apresente uma condutividade térmica infinita, muitos problemas de fluxo de calor transitório podem ser rapidamente solucionados com precisão aceitável pela suposição de que a resistência condutiva interna do sistema é tão pequena que a temperatura em seu interior é substancialmente uniforme em qualquer instante. A simplificação é justificada quando a resistência térmica externa entre a superfície do sistema e o meio ao seu redor é tão grande, quando comparada à resistência térmica interna do sistema, que ela controla o processo de transferência de calor.
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Uma medida da importância da resistência térmica dentro de um corpo sólido é o número de Biot, Bi, a razão entre a resistência interna e externa, que é definida pela equação:
Bi=RinternaRexterna= hLKs
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L=VAs
onde h é o coeficiente de