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FÍSICA
Propagação de calor
Por lucaspk

 Condução
 Convecção
 Radiação térmica
2
Condução Convecção Radiação térmica

3
Fonte:
www.terra.com.br/fisicanet
Transferência de energia de
partículas mais energéticas para
partículas menos energéticas por
contato direto.
Necessita obrigatoriamente de
meio material para se propagar.
Característico de meios
estacionários.

A transmissão de calor ocorre, partícula a
partícula, somente através da agitação
molecular e dos choques entre as moléculas
do meio.
5
Calor
Condução de calor ao longo de uma barra.

 “Lei de Fourier”:
L
T
T
A
k
)
( 2
1 




6
k é a condutividade térmica [W/(m ºC)]
k (Fe a 300K) = 80,2 W/(m ºC)
k (água a 300K) = 5,9 x 10-1 W/(m ºC)
k (ar a 300K) = 2,6 x 10-2 W/(m ºC)

7
Transmissão através da agitação
molecular e do movimento do
próprio meio ou de partes deste
meio;
Movimento de partículas mais
energéticas por entre partículas
menos energéticas;
É o transporte de calor típico
dos meios fluidos. Fonte: www.achillesmaciel.hpg.ig.com.br

8
Na convecção natural, ou livre, o escoamento do
fluido é induzido por forças de empuxo, que vem
de diferenças de densidade causadas por variação
de temperatura do fluido.
Transporte natural de fluidos
Convecção natural

9
Na convecção forçada o fluido é forçado a circular
sobre a superfície por meios externos, como uma
bomba, um ventilador, ventos atmosféricos.
Convecção forçada
Transporte forçado
de fluidos

Física, 2° ano
Conceito de Temperatura e Calor
A refrigeração dos alimentos em refrigeradores domésticos,
assim como o aquecimento da água em uma chaleira
acontecem por correntes de convecção.
Imagem: Oni Lukos / GNU Free Documentation License
Imagem:
SEE-PE,
redesenhado
a
partir
de
imagem
de
Autor
Desconhecido.

Física, 2° ano
As brisas que ocorrem nas regiões litorâneas podem ser
explicadas pela existência de correntes de convecção .

13
- Toda a matéria que se encontra a uma
temperatura acima do Zero Absoluto (0 K)
irradia energia térmica.
- Não necessita de meio material para ocorrer,
pois a energia é transportada por meio de
ondas eletromagnéticas.
- É mais eficiente quando ocorre no vácuo.

As ondas eletromagnéticas ...
As ondas
eletromagnéticas
podem se
propagar no
vácuo.
não precisam de um meio para de propagar.
A radiação térmica
pode se propagar
no vácuo.

O que são ondas?
Perturbações que se propagam no espaço.
Uma onda transporta energia e não
matéria.

Espectro eletromagnético
Qual a faixa de frequência das ondas de rádio? 106 a 108 Hz
Qual a faixa de frequência da radiação infravermelha?
Qual a faixa de frequência da luz visível?
1012 a 1014 Hz
1014 a 1016 Hz

Ondas Eletromagnéticas
Como são criadas as ondas eletromagnéticas dentro
do átomo?
Qual a composição de uma
onda eletromagnética?
E: campo elétrico / B: campo magnético / c: veloc. da luz

O que é Radiação Térmica ?
Radiação
eletromagnética
na faixa do
infravermelho.
Apesar de todas as ondas
eletromagnéticas
transportarem energia
térmica, apenas as ondas na
faixa do infravermelho são
chamadas de ondas de calor.
Isto porque o infravermelho
transforma-se em energia
térmica mais facilmente ao ser
absorvido.

Radiação solar
Num banho de luz solar, recebemos,
dentre outras radiações, a ultravioleta
e a infravermelha, sendo que a
ultravioleta produz bronzeamento.
A radiação é o processo de
propagação de energia na forma de
ondas eletromagnéticas. Ao serem
absorvidas, essas ondas se
transformam em energia térmica.

Fenômeno
natural
responsável pelo
aquecimento do
planeta, sem ele
seria impossível
haver condições
propicias a vida
na Terra. Seu
objetivo é manter
o equilíbrio da
temperatura.
Efeito Estufa: o que é?

Física, 2° ano
Conceito de Temperatura e Calor
Alguns materiais como o vidro e o plástico dificultam a
passagem da radiação térmica (forma de transmissão do calor
por meio de radiação eletromagnética), mas permitem a
passagem da luz, por isso a maioria das estufas possuem
cobertura de vidro ou de plástico.

Termografia:
técnica que
estende a
visão humana
através do
espectro
infravermelho
Termografia: o que é?
Logo após um exercício físico.

Papel muito importante na área de manutenção preditiva.
Através da sua utilização, é possível eliminar muitos
problemas de produção, evitando falhas elétricas,
mecânica e fadiga de materiais.
Qual a utilidade da Termografia?

i
t
r
a Q
Q
Q
Q 

 1


 t
r
a
24
de)
(absorvida
Q
Q
a
i
a
 )
ade
refletivid
(
Q
Q
r
i
r
 )
vidade
transmissi
(
Q
Q
t
i
t


25
• O refletor perfeito (espelho ideal), r = 1.
Absorção
• Um corpo negro (absorvedor perfeito), a = 1.
• Um corpo cinzento, a < 1.
Transmissão
• Um corpo transparente, t ≠ 0 (zero).
• Um corpo opaco, t = 0 (zero).
1
t
r
a 


Modelos adotados na radiação térmica

26
Lei dos Intercâmbios: Todo bom absorvedor é um bom
emissor de radiação térmica e todo bom refletor é um
mau emissor de radiação térmica.
Corpo negro é também o emissor ideal de
radiação térmica (radiador ideal)!!!!
Corpos Escuros: bons absorvedores e emissores de
radiação térmica. Ex.: fuligem (a =  = 0,94).
Corpos claros e polidos: maus absorvedores e emissores
de radiação térmica. Ex.: prata polida (a =  = 0,02).

reais)
(corpos
negro)
(corpo
4
4
T
A
P
T
A
P










27
“Lei de Stefan-Boltzmann”:
P – Potência [W];
 – emissividade (0 ≤  ≤ 1);
σ – Constante de Stefan-Boltzmann [5,7 x 10-8 W/(m2 K4)];
T – Temperatura absoluta do corpo (K).

Para a troca de calor por radiação entre duas
superfícies, uma dentro da outra, separadas
por um gás que não interfere na transferência
por radiação:
 
4
4
vizinhança
Superfície
Líquida T
T
A
P 



 

28
Tsuperfície – Temperatura absoluta da superfície mais
quente;
Tvizinhança – Temperatura absoluta da superfície mais
fria.

29
• Fonte alternativa de energia;
• Previsões meteorológicas baseiam-se nas
emissões de infra-vermelho provenientes da terra.

30
Processos de Transferência de Calor
Os diferentes
mecanismos de troca
térmica ocorrem
simultaneamente nas
mais diversas
situações.

Transferência de calor
Identifique os três processos de transferência de
calor: condução, convecção e radiação.

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