1.3.5 condução térmica condução térmica · 2019. 6. 3. · 1.3.5 condução térmica...
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1.3.5 Condução térmica
Condução térmica
Aquecimento de um objeto metálico
A extremidade que não está em contacto direto
com a fonte de calor também vai aumentando
gradualmente a sua temperatura.
Há propagação de energia ao longo do
metal.
Na tenaz há transferência de energia por condução térmica.
Mecanismo de transferência de calor que exige o contacto entre os sistemas.
1.3.5 Condução térmica
Condução térmica
Mecanismo de transferência de calor por condução num corpo.
Corpo metálico (Sólido)
Fonte de energia
Extremidade em contacto com a fonte de calor
A condução térmica é desprezável nos líquidos e gases devido ao maior afastamento das partículas.
Aquecimento de um corpo
1.3.5 Condução térmica
Condução térmica
Mecanismo de transferência de calor por condução num corpo.
As partículas da extremidade aquecida de um objeto recebem energia e,
por isso, agitam-se mais.
Essa agitação propaga-se às partículas vizinhas e destas às outras, ao
longo do objeto.
ENERGIA
Aquecimento de um corpo
1.3.5 Condução térmica
Condução térmica
Mecanismo de transferência de calor por condução num corpo.
As partículas agitam-se em torno das
suas posições médias de equilíbrio,
mas não se deslocam ao longo
do material.
O aumento da agitação corpuscular traduz-se em aumento de
temperatura, o que se verifica em todo o objeto.
ENERGIA
Aquecimento de um corpo
1.3.5 Condução térmica
Condução térmica
A condução térmica também ocorre entre corpos em contacto.
Há condução térmica ao longo da barra metálica. Há condução térmica da barra para a cera. A cera começa a fundir, no sentido da ponta mais quente da barra para a mais fria, caindo os clips por essa ordem.
1º clip a cair
último clip a cair
Aquecimento de uma barra metálica com clips presos com cera.
Transferência de energia por condução térmica entre corpos em contacto.
1.3.5 Condução térmica
Condução térmica
A condução térmica de um corpo depende:
Da sua geometria
Tamanho
Forma
Do material de que é constituído
Condutor térmico
Isolante térmico
Metal
Lã
Cortiça
Plásticos
…
Energia transferida rapidamente
Energia transferida lentamente
1.3.5 Condução térmica
Relaciona-se com a taxa temporal de transferência de energia como calor por condução térmica.
Condutividade térmica de um material
Grandeza que caracteriza um material quanto à rapidez com que nele a energia se transfere por condução térmica.
Símbolo: k
Unidade SI: W 𝐦−𝟏𝐊−𝟏
Condutividade térmica, k
1.3.5 Condução térmica
Tem um valor elevado para os bons condutores térmicos e um valor baixo para os isoladores térmicos.
Condutividade térmica de um material
Grandeza que caracteriza um material quanto à rapidez com que nele a energia se transfere por condução térmica.
Condutividade térmica, k
Material k/ W 𝐦−𝟏𝐊−𝟏
Prata 427
Cobre 397
Alumínio 238
Material k/ W 𝐦−𝟏𝑲−𝟏
Borracha 0,19
Lã pura 0,04
Cortiça 0,04
Condutividade térmica de alguns materiais: condutores térmicos.
Condutividade térmica de alguns materiais: isoladores térmicos.
1.3.5 Condução térmica
Condutividade térmica
A diferente sensação de quente e frio ao tocar em objetos à mesma temperatura deve-se ao facto destes terem condutividades térmicas diferentes.
Exemplo: Porta e puxador à mesma temperatura (T. ambiente)
O puxador metálico possui uma condutividade elevada.
Quando tocamos com a mão a energia é rapidamente transferida para o puxador, daí a sensação de frio.
A porta de madeira possui uma condutividade baixa.
Quando tocamos com a mão a energia é transferida mais lentamente, dando a sensação que esta se encontra menos fria que o puxador.
1.3.5 Condução térmica
Convecção térmica
Correntes de convecção no aquecimento de água contendo partículas de permanganato de potássio. A fonte de energia é a chama à direita.
Mecanismo de transferência de calor que ocorre apenas em líquidos e gases.
Líquidos e gases podem transferir energia por calor através de outro mecanismo:
Termograma de um aquecedor evidenciando uma temperatura maior do fluido na zona superior.
Convecção térmica
1.3.5 Condução térmica
Convecção térmica
Mecanismo de transferência de calor por convecção.
Fonte de energia
Aquecimento de um líquido
Correntes de convecção
Porções de fluido deslocam-se:
- O fluido mais frio e mais denso desce
Corrente descendente
- O fluido mais quente e menos denso sobe
Corrente ascendente
1.3.5 Condução térmica
Convecção térmica
Mecanismo de transferência de calor por convecção.
Aquecimento de um líquido
O fluido aquece continuamente através da deslocação de matéria (o próprio fluido).
Fluido a temperatura superior (menos denso)
Fluido a temperatura inferior (mais denso)
1.3.5 Condução térmica
Convecção térmica
Mecanismo de transferência de calor por convecção.
1.3.6 Convecção térmica
Aquecimento de um gás
Ar mais quente
Ar mais frio
A convecção processa-se do mesmo modo nos gases.
Correntes de convecção
O fluido aquece continuamente através da deslocação de matéria (o próprio fluido).
1.3.5 Condução térmica
Convecção térmica
As correntes de convecção são aproveitadas pelas aves e pelos praticantes de
asa-delta ou de parapente.
As correntes de convecção são importantes na renovação do ar junto ao solo:
As correntes de convecção permitem a dispersão de gases poluentes.