Propriedades Térmicas de Materiais

Páginas: 14 (3500 palavras) Publicado: 1 de setembro de 2013
302

CAPÍTULO 13
PROPRIEDADES TÉRMICAS DE MATERIAIS

Sumário
Objetivos deste capítulo ..........................................................................................303
13.1 Uma breve introdução .....................................................................................303
13.2 Propriedades térmicas de materiais................................................................303
13.3.1 Capacidade calorífica vibracional e eletrônica .............................................308
13.3.2 Calor específico da rede...............................................................................308
13.3.3 Dependência do calor específico da temperatura ........................................310
13.3.4 Dedução de calor específico da rede, Crede: o modelo deEinstein ..............312
13.3.5 Modelo de debye (opcional) .........................................................................313
13.3.6 Calor específico eletrônico (opcional)...........................................................315
13.3.7 Calor específico total....................................................................................321
13.4 Condutividade térmica(contribuição eletrônica)..............................................324
13.4.1 Mecanismos de condução de calor ..............................................................326
13.4.2 Mecanismos de condução de calor por fónons ............................................327
13.4.3 Relação entre a condutividade térmica e elétrica.........................................335
13.4.4 Cerâmicas....................................................................................................337
13.4.5 Polímeros .....................................................................................................339
13.5 Expansão térmica............................................................................................340
13.5.1Metais...........................................................................................................342
13.5.2 Cerâmicas ....................................................................................................342
13.5.3 Polímeros .....................................................................................................343
13.6 Tensões térmicas............................................................................................343
13.6.1 Tensões resultantes de gradientes de temperatura .....................................344
13.6.2 Choque térmico de materiais frágeis e Resistência ao choque térmico .......344
13.7 Referências bibliográficas do capítulo .............................................................345Exercícios................................................................................................................345
Anexo I ....................................................................................................................350
Anexo II ...................................................................................................................352

303

13 PROPRIEDADES TÉRMICAS DE MATERIAIS

Objetivos deste capítulo





Finalizadoo capítulo o aluno será capaz de:
entender os mecanismos de transporte de calor em sólidos por elétrons livres
e vibração de rede;
conhecer as principais propriedades térmicas dos materiais;
obter parâmetros fundamentais a partir de dados experimentais de
capacidade calorífica;
entender o significado da temperatura de Debye, θD.

13.1 Uma breve introdução
Por propriedade térmica deve-seentender a resposta ou reação do material à
aplicação de calor. Do ponto de vista microscópio, os dois tipos principais de energia
térmica na maioria dos sólidos são a energia vibracional dos átomos da rede ao
redor de suas posições de equilíbrio e a energia cinética dos elétrons livres dos
átomos. Na medida em que o sólido absorve calor, sua temperatura se eleva e a
energia interna...
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