mecanismos de transferência de calor - yola · 2013-03-10 · mecanismos de transferência de...
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Anjo Albuquerque
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Mecanismos de transferência de calor
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Quando aqueces uma
cafeteira de alumínio
com água ao lume
toda a cafeteira e toda
a água ficam quentes
passado algum tempo.
Ocorrem transferências de
energia como calor.
A água contida no seu interior
aquece por convecção.
A cafeteira é aquecida por
condução.
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Condução
Ocorre nos metais.
Decorre rapidamente porque os metais têm electrões
livres (electrões de condução) que colidem com os iões da
rede metálica (iões positivos).
O aumento de temperatura da base da cafeteira deve-se
a um aumento a energia cinética dos corpúsculos.
Este processo continua até que toda a cafeteira fique à
mesma temperatura.
Mecanismos de transferência de calor
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Convecção A água contida no interior da cafeteira aquece (aumenta a sua
temperatura) porque os corpusculos constituintes da água adquirem
maior energia cinética.
A quantidade de líquido que se encontra mais próxima da fonte de
calor aquece, expande-se e torna-se menos densa.
A água quente (menos densa) tem tendência a subir, sendo substituída
pela água fria(mais densa) que tem tendência a descer.
Ocorre, assim, uma circulação contínua de correntes:
A água quente desloca-se para cima.
A água fria movimenta-se para baixo.
Estas correntes designam-se por correntes de convecção.
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Mecanismos de transferência de calor
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Mecanismos de transferência de calor
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Observação de correntes de convecção
Energia emitida pela Terra
e enviada para o Espaço.
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Observação de correntes de convecção
As zonas perto do equador
recebem mais radiação solar
por unidade de área devido
à inclinação do eixo de
rotação da Terra.
O ar quente sobe assim a
partir do equador e origina
correntes de convecção na
atmosfera terrestre.
As correntes de convecção originam os
ventos e regulam o clima do nosso planeta.
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Correntes de convecção – Brisas Marítimas
Durante o dia a radiação
solar aquece a superfície
terrestre. O ar quente
sobe, sendo substituído
pelo ar frio que desce em
direcção ao mar.
Durante a noite o mar
tem uma temperatura
mais elevada do que a
terra. O ar quente sobe a
partir do mar sendo
substituido pelo ar frio
que desce em direcção à
superfície terrestre.
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EXERCÍCIO
Observa a figura que mostra um recipiente
com água a ser aquecido à chama de um
fogão a gás.
a) Indica quais são as transferenciais de energia que ocorrem nesta
situação.
b) Qual é o mecanismo de trasnsferência de energia como calor,
que permite ao recipiente aquecer, decorrido um certo intervalo
de tempo?
c) Explica como se processa a transferência de calor na água.
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Condutores e isoladores de calor
Embora o isolamento térmico
das casas tenha melhorado há
ainda muitas perdas de calor
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Condutores e isoladores de calor
O calor não se transfere com a
mesma facilidade através de
todos os materiais.
Há materiais bons e maus condutores térmicos:
Os metais e ligas metálicas são os melhores condutores do calor.
Os sólidos não metálicos são, de um modo geral, maus condutores de calor, assim como os líquidos.
Os gases são os piores condutores do calor.
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Condutores e isoladores de calor
Nas nossas casas devemos escolher materiais de construção que sejam bons isolantes térmicos, isto é, materiais
maus condutores do calor. Deste modo minimizam-se as transferências de calor para o exterior.
A quantidade de calor que atravessa, por segundo, uma
parede exterior, com espessura L, de uma habitação
depende dos seguintes factores:
é directamente proporcional à área da
parede.
é directamente proporcional à diferença
de temperatura entre o interior da
habitação e o exterior.
é inversamente proporcional à
espessura da parede
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Condutores e isoladores de calor
Radiação Solar
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Condutores e isoladores de calor
Energia emitida pela Terra
e enviada para o Espaço.
Radiação Solar
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Condutores e isoladores de calor
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Condutores e isoladores de calor
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Condutores e isoladores de calor
U – coeficiente de
condutividade térmica
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Condutores e isoladores de calor
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Condutores e isoladores de calor
EXERCÍCIO
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