CALOR Transferência de energia Em elaboração Prof. Patricia 2009.

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CALOR Transferência de energia Em elaboração Prof. Patricia 2009

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  • CALORTransferncia de energiaEm elaborao Prof. Patricia2009

  • TRABALHO - ENERGIAInteressa-nos: um sistema que produza calor ou trabalhoProduz deslocamento de uma massa sob ao de uma fora

  • CALORCalor a energia transferida de um corpo a outro, em virtude, unicamente, de uma diferena de temperaturaQ = m . c . T

    Unidade: 1cal=4,18J = quantidade de calor necessrio para elevar de 1C a temperatura de 1g de gua

    Calor = Energia em transito

    Maior a temperatura de um corpo maior a sua energia interna

  • Quantidade de calor trocada

    m = massa do corpo (grama)c = calor especfico (cal/g. C)dT = diferena de temperatura (C)

    Equao fundamental da calorimetriaCalor trocado que ocorre devido a variao de temperaturaInstrumento de medida: calormetro

  • Calormetro

  • Lista 3

  • Troca de calorOcorre at ocorrer o equilbrio trmico

    Capacidade trmica:

    Calor especfico de uma substncia numericamente, a quantidade de calor necessria a elevar (ou abaixar) 1C a temperatura de uma massa unitria de substncia.

  • FUE

    Quantidade de calor (Lista 4)

  • Formas de Transferncia de CalorConduo: transferncia de calor, atravs da agitao, de molcula para molcula, ao longo de um slido.

    Conveco: a transferncia de calor pela movimentao de massa de fluidos (ar e gua) como por exemplo: Trmicas que representam trocas de calor verticais Adveco que representam movimentos horizontais como oVento

    Radiao: a transferncia de calor por meio de ondas eletromagnticas como por exemplo a energia que vem do sol.

  • Transferncia de calor - ConduoConduo Processo pelo qual o calor transferido de um ponto a outro em um slido.

    ABOs metais condutores trmicosOs no metaisisolantes trmicosAlto coeficiente de condutibilidade trmica Baixo coeficiente de condutibilidade trmicaClassificados pelo valor do coeficiente de condutibilidade trmica - k

  • dConduo - Determinao da quantidade de calor transferida

    STA > TBQQ propt (tempo)S (rea)T = (TB TA) < 01/d ( d = espessura) K = Coef.Condutibilidade Trmica do material

  • Conveco forada:ConvecoTransferncia de calor por meio de movimentao de molculas lquidas ou gasosas, que alternam suas posies no meio devido diferena de densidade. .

  • RadiaoTransferncia de calor atravs do vcuo. Processo de propagao da energia radiante.Energia transportada por ondas eletromagnticas. Motivo que a radiao solar chega Terra.

  • Radiao Solarhttp://www2.cptec.inpe.br/satelite/metsat/pesquisa/radsat/radiacao.htmRadiao solar que atinge a atmosfera terrestre:1.400 W/cm2 = 2 [cal/min]/cm2(fluxo solar)Insolao solar: Energia solar, por unidade de rea, incidente numa superfcie.Media em W.h/m2

  • Transferncia de calor - RadiaoTodos os corpos aquecidos emitem radiaes trmicas que ao serem absorvidas por um outro corpo, provocam elevao de temperatura.

  • O espectro da radiao eletromagnticac = .fVelocidade da onda eletromagnticaNo ar ou vcuoc = 300.000 km/sComprimento da ondafreqnciaLei de Wein:o comprimento de ondacorrespondente aomximo de radiaoemitido por um corpodepende da suatemperatura:max=2897mK/T docorpo

  • http://www3.cptec.inpe.br/~ensinop/radia_solar.htmNem toda energia que chega ao topo da atmosfera atinge a superfcie. Na verdade 31% refletida para o espao sem ser aproveitada. As nuvens contribuem refletindo 23% da energia incidente. Essa energia refletida representa o albedo planetrio. O restante da energia incidente absorvida pela atmosfera em sua maior parte pela superfcie da terra.O Fluxo de Energia Incidente na Superfcie Terrestre

  • Outro elemento importante o gs carbnico que juntamente com as nuvens controla a temperatura da terra. Ele absorve a energia emitida pela superfcie e juntamente com o vapor dgua um dos principais constituintes do chamado efeito estufa, fenmeno natural sem o qual a vida do planeta no existiria como conhecemos. O Fluxo de Energia Incidente naSuperfcie TerrestreDa mesma forma que refletem grande quantidade de energia vinda do sol, as nuvens absorvem enormes pores da energia refletida pela superfcie. Por isso as nuvens so muito importantes, pois funcionam como barreira para a insolao emitida pela terra impedindo que o planeta esfrie demasiadamente. Ou seja as nuvens funcionam como controladoras da temperatura da superfcie do planeta e qualquer processo que altere a quantidade mdia das nuvens afetar a nossa vida.

  • O Fluxo de Energia Incidente naSuperfcie TerrestreRadiaosolar incidente100%4% 20% 6%Absorvida na superfcie51%Topo da Atmosfera19%Absorvido pelaAtmosfera eNuvensAtmosferaNuvensSuperfcieterrestre

  • Temperaturas notveisCExploso do fio metlico por descarga eltrica10.000Atmosfera solar5.700Arco voltaico4.800

    Fuso do tungstncio3400Filamento de uma lmpada2.500Fuso do chumbo327Mistura frigorfica (NaCL+gelo)-21Ebulio do hidrognio20KEbulio rpida do Hlio0,71KZero absoluto-273C

  • Emisso espectral de corpos abaixo de 100oC.Efeito estufaOs gases estufa: gs carbonico, metano e CFC aprisionados na atmosfera que circunda a Terra fazem o papel do vidro no automvel.Ondas eletromagnticas na faixa dos raios infravermelhosA absoro dessa energia est relacionada com a cor e o polimento dos corpo que a recebe.

  • 2.Uma pessoa sente frio quando perde calor rapidamente. O pingim eria suas penas para manter ar entre elas, evitando que haja transferncia de calor de seu corp para o meio ambiente3. Embora o metal e a madeira estejam mesma temperatura, a pea metlica parece estar mais fria.4. Em um lquido, o calor se transfere de um ponto ao outro devido formao de correntes de conveco .1. Ilustrao 5. No interior da geladeira formam-se correntes de conveco6. Banho e gua da cozinha aquecida pela serpentina do fogo lenha;

  • A velocidade de evaporao depende da rea da superfcie exposta ao arLquido e vapor coexistem num recinto fechadoEm uma panela comum a temperatura no ultrapassa 100CA evaporao provoca resfriamento

  • Nem toda a radiao solar aproveitada, como em qualquer corpo. Tambm no coletor solar pode haver perdas de trs formas: radiao, conveco e conduo. Insolao solar em So Paulo ~1000Wh/m2

  • Exerccios:

    Transferncia de calor (Lista 5)Quantidade de calor (Lista 4)