Propagação de calor

Páginas: 9 (2231 palavras) Publicado: 2 de junho de 2011
Propagação térmica
Em física transferência, transmissão ou propagação de calor, algumas vezes citada como propagação ou transferência térmica, é a transição de energia térmica de uma massa (corpo) mais quente para uma massa mais fria. Noutras palavras, é a troca de energia calorífica entre dois sistemas de temperaturas diferentes.
Quando um corpo, por exemplo, um objeto sólido ou um fluido,está a uma temperatura diferente da de seu entorno ou outro corpo, a transferência de energia térmica, também conhecida como fluxo de calor ou troca térmica, ocorre de tal maneira que o corpo e seu entorno alcancem equilíbrio térmico; o que significa que se encontram a mesma temperatura, a lei zero da termodinâmica. Quando ocorre transferência de energia térmica de um corpo para outro, a propagaçãose faz do corpo de maior temperatura para o de menor (do mais quente para o mais frio), como descrito pela segunda lei da termodinâmica ou o chamado enunciado Clausius. Quando existe uma diferença de temperatura entre dois objetos em proximidade um do outro, a transferência de calor não pode ser detida; só pode ser feita mais lentamente (noutras palavras, não existe material isolante perfeito).Quando uma quantidade de calor conduzida por unidade de tempo depende da diferença de temperatura no condutor e a quantidade de calor depende também das propriedades do material, temos a Condutividade térmica.
Formas de propagação do calor
A energia, chamada neste caso de energia térmica, pode passar de um corpo para o outro fundamentalmente de três maneiras diferentes: condução, convecção eradiação. Vamos vê-las separadamente, mas na maioria das vezes elas acontecem sempre combinadas.
Condução
Condução é a transferência de calor por contato direto das partículas de matéria. A transferência de energia pode ser primariamente por impacto elástico como em fluidos e por difusão de elétrons livres como predominante em metais ou vibração de fônons como predominante em isoladores. Emoutras palavras, calor é transferido por condução quando átomos adjacentes vibram um contra o outro, ou quando elétrons movem-se de um átomo a outro. Condução é maior em sólidos, onde uma rede de relações espaciais relativamente fixas entre átomos ajuda a transferir energia entre eles por vibração.
Condução de calor é diretamente análoga à difusão de partículas em um fluido, na situação onde não hácorrentes de fluido. Este tipo de difusão de calor difere da difusão de massa em comportamento, apenas na medida em que pode ocorrer em sólidos, ao passo que a difusão de massa é bastante limitada em fluidos.
Metais (e.g.Cobre, Platina, Ouro, etc) são normalmente os melhores condutores de energia térmica. Isto é devido à forma que os metais são quimicamente ligados: ligações metálicas(emoposição a covalentes ou iônicas) tendo elétrons de livre movimento os quais são hábeis em transferir energia térmica rapidamente através do metal.
A medida que a densidade diminui, descresse a condutividade. Portanto, fluidos (e especialmente gases) são menos condutivos. Isto é devido as grandes distâncias entre átomos em um gás: menos colisões entre átomos significa menos condução. A condutividade degases aumenta com a temperatura. Condutividade aumenta com o aumento de pressão do vácuo até um ponto crítico no qual a densidade do gás é tal que suas moléculas podem colidir umas com as outras antes de transferir o calor de uma superfície para outra. Após este ponto de densidade, a condutividade aumenta somente levemente com o aumento de pressão e densidade.
Para quantificar a facilidade comque um determinado meio conduz, engenheiros empregam o termo condutividade térmica, também conhecida como constante de condutividade ou coeficiente de condução, k. Em condutividade térmica k é definido como "a quantidade de calor, Q, transmitido no tempo (t) através de uma espessura (L), em uma direção normal a uma superfície de área (A), devido a uma diferença de temperatura (ΔT) [...]. " A...
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