Propriedades Termicas

Páginas: 11 (2573 palavras) Publicado: 13 de novembro de 2014
PROPRIEDADES TÉRMICAS DE MATERIAIS
Por propriedade térmica deve-se entender 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 é 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 sólidoabsorve calor, sua temperatura se eleva e a energia interna aumenta. Assim, uma propriedade térmica nitidamente associada ao primeiro tipo de energia é a expansão térmica ou dilatação térmica, entretanto que, O calor específico, c, e a condutividade térmica k, estão associados à contribuição eletrônica.
Primeiramente, é importante distinguir claramente a diferença entre calor e temperatura. Atemperatura é um nível de atividade térmica ou a força motriz para a transferência de calor (medida em ᴼ C, K ou F) e o calor, Q, é energia térmica (expresso em cal, J, ou BTU). Assim o calor não é uma substância, é energia em trânsito. Adicionando energia na forma de calor (Q) a um corpo, ela fica armazenada não como Q, mas como Ek e Ep dos átomos e moléculas. Quando um sólido absorve calor, suatemperatura aumenta e sua energia interna, U, também. Essa energia é transportada para regiões mais frias e finalmente o material pode fundir-se.
Desta forma, as condições térmicas na vizinhança de um material afetam-no de diversas formas, sendo os efeitos mais importantes àqueles que produzem alterações nas microestruturas e, portanto, nas propriedades dos materiais. Essas alterações em propriedadessão, por exemplo, utilizadas para obter determinadas características após o tratamento térmico – a têmpera de aços, por exemplo.
Neste capítulo, devemos fazer simultaneamente a abordagem microscópica e macroscópica da manifestação de energia térmica em sólidos.
Propriedades térmicas de materiais

As propriedades térmicas mais importantes são: a dilatação ou expansão térmica, condutividadetérmica, calor específico e a resistência ao choque térmico.
As equações que representam essas propriedades térmicas são:






Dilatação térmica: (Afeta soldagem, por exemplo)

Condutividade térmica, T: q= -T  (Lei de Fourier);

TSR = (resistência ao choque térmico, aqui k é condutividade térmica, f resistência á fratura, f=E)

Calor específico: c = c=Em materiais cerâmicos é importante o estudo das tensões térmicas, _ (que afetam o modulo de elasticidade dos materiais): _ = E_l(T0 – Tf) (tensões compressivas T0 > Tf, e _ < 0) e para _ = E_ (tensões expansivas) podem levar à fratura ou deformação indesejável.
Vamos estudar detalhadamente a continuação algumas dessas propriedades. Na
Tabelas 13.1 são apresentadas algumas constantes e fatoresde conversão e na
Tabela 13.2 valores das propriedades para alguns materiais.





Tabela - Fatores de conversão para constantes e unidades termodinâmicas.























Tabela - Propriedades térmicas para uma variedade de materiais.




























Capacidade calorífica e calor específico

A capacidade calorífica,C, (J/mol.K) de um material é a quantidade de energia requerida para provocar a variação de temperatura desse material. Esta propriedade indica a habilidade do material de absorver calor dos arredores.
Para se normalizar esse número, toma-se a variação de 1K (aumento ou decréscimo) e, além disso, fixa-se uma determinada quantidade de material (1 mol).
Deste modo, determina-se a quantidade deenergia necessária para se elevar em 1K
a temperatura de 1 mol de determinado material. Passa a ser chamado de calor específico, c, quando a unidade for J/kg.K. De um ponto de vista experimental, essa energia requerida para se variar a temperatura de um material é medida na forma de calor trocado, que de forma matemática é:


C=

Onde T...
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