Condutividade termica

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
ENGENHARIA MECÂNICA

Igor Pereira Rosenburg
Joubert Cristiano Alves da Silva

LABORATÓRIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR pratica II: condutividade térmica

Belo Horizonte
2013
SUMÁRIO

1. CONDUÇÃO DE CALOR 5
2. OBJETIVO DESSA PRATICA 6
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 6
4. DADOS COLETADOS 6
5. EQUAÇÕES APLICADAS: 7
6. ANÁLISE E RESULTADOS: 7
7. CONCLUSÃO 9
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 9

1. CONDUÇÃO DE CALOR

Uma definição simples diz que transferência de calor é a energia térmica em transito devido a uma diferença de temperatura em um meio ou entre meios diferentes.
Dentre os três modos de transferência de calor, a condução é vista como uma reação a nível molecular. Ou seja, as partículas de mais energia transferem esse diferencial para as partículas de menor energia, devido a interação entre essas duas, até que ambas atinjam o equilíbrio térmico.
O fluxo de calor q”x é a taxa de transferência de calor na direção x por unidade de área perpendicular à direção de transferência, sendo proporcional ao gradiente de temperatura nessa direção. O fator de proporcionalidade k (condutividade térmica) que surge na equação é uma propriedade de cada material e vem exprimir a maior ou menor facilidade que o material apresenta à condução de calor.
Para condução de calor a equação da taxa de transferência é conhecida como lei de Fourier, e pode ser escrita como: q"= -kdTdx [W/m2]

O fluxo de calor representa a taxa de transferência de calor através de uma seção de área unitária. Esse fluxo é invariável através da superfície da parede.

q=q"×A= -k πd24×dTdx [W]

A primeira lei da termodinâmica, conservação da energia, pode ser muito útil no desenvolvimento de casos de transferência de calor. Uma vez delimitada a região do espaço que queremos trabalhar, volume de controle, podemos formular a primeira lei com base nas taxas de energia que entram e saem do volume de controle. Com isso: