Termodinamica

INTRODUÇÃO TEÓRICA – Efeito Joule 1.0) Termodinâmica e Teoria Cinética A descoberta da relação entre eletricidade e calor trouxe ao homem vários benefícios. Muitos aparelhos que utilizamos no nosso dia-a-dia têm seus funcionamentos baseados no Efeito Joule. Esse fenômeno é explicado pelo o aquecimento dos condutores, ao serem percorridos por uma corrente elétrica. Num condutor metálico, os elétrons estando livres, possuem grande mobilidade e podem se deslocar e se chocar com os átomos do condutor. A cada colisão, parte da energia cinética do elétron livre é transferida para o átomo com o qual ele colidiu, e esse passa a vibrar com uma energia maior. O aumento no grau de vibração dos átomos do condutor tem como consequência um aumento de temperatura. Assim, a energia elétrica é transformada em energia térmica (calor). Essa produção de calor é devida ao trabalho realizado para transportar as cargas através do material em determinado tempo. [1] [2] [3]

2.0) Definição O Efeito Joule tem esse nome em homenagem ao Físico Britânico James Prescott Joule (1818-1889), o qual concluiu experimentalmente que a energia térmica dissipada num condutor, quando percorrido por uma corrente eléctrica, é diretamente proporcional à resistência do condutor, ao quadrado da intensidade da corrente e ao tempo durante o qual passa essa corrente. A expressão matemática que traduz este efeito é: Q=R . I² . dt (Equação 1) Onde: * Q é o calor gerado por uma corrente constante percorrendo uma determinada resistência elétrica por determinado tempo. * I é a corrente elétrica que percorre o condutor com determinada resistência R. * R é a resistência elétrica do condutor. * dt é a duração ou espaço de tempo em que a corrente elétrica percorreu ao condutor.

Se a corrente não for constante em relação ao tempo, integra-se a

Utilizando a Equação 1, e considerando: R= VI