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Transferência de Calor (Calor, é a forma de energia que pode ser…

- - - - A exigência básica para que a transferência de calor ocorra é a presença de uma diferença de temperatura, pois não pode ocorrer transferência liquida de calor entre dois corpos que estão na mesma temperatura.A taxa de calor transferido em dada direção depende da magnitude do gradiente de temperatura( diferença de temperatura por unidade de comprimento ou taxa de variação da temperatura) naquela direção. Quanto maior o gradiente de temperatura, maior é a taxa de transferência de calor.
        
        Áreas de aplicação de transferência de calor: A transferência de calor é frequentemente encontrada em sistemas de engenharia e em outros aspectos da vida. são alguns exemplos: O próprio corpo humano, fugões elétricos, aquecedores de água, ferros de passar, ares-condicionados,geladeira, radiadores,coletores de energia solar entre outros.
        
        A quantidade de calor transferido por unidade de tempo é denominada taxa de transferência de calor e é denotada por Q ̇. O ponto acima da letra significa uma derivada temporal, ou "por unidade de tempo". A taxa ele transferência ele calor Q ̇ tem como unidade J/s, que é equivalente ao W.
        
        A taxa de transferência de calor por unidade de área normal à direção da transferência de calor é denominada fluxo de calor, e o fluxo de calor médio é dado por:
        
        Existe diferentes tipos de processo de transferência de calor por modos.
        1)Quando existe um gradiente de temperatura em um meio estacionário, que pode ser um sólido ou um fluido, usamos o termo de condução, para nos referirmos a transferência de calor que ocorrerá através do meio.
        2)O termo de convecção se refere á transferência de calor que ocorrerá entre uma superfície e uma fluido em movimento quando eles estiverem em diferentes temperaturas.
        3)Transferência de calor por radiação térmica, quando todas as superfícies com temperatura não nula emite energia na forma de ondas eletromagnéticas, na ausência de um meio interposto participante, há transferência de calor líquida, por radiação entre duas superfícies a diferentes temperaturas.
        
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- - - - Em líquidos e gases, a condução deve-se às colisões e difusão das moléculas em seus movimentos aleatórios. Nos sólidos é devido à combinação das vibrações das moléculas em uma rede e a energia é transportada por elétrons livres.
        
        A taxa de condução de calor através de um meio depende da geometria deste, sua espessura, o tipo de material e da diferença de temperatura a que o meio está submetido.
        
        Quanto maior o isolamento, menor será a perda de calor e quanto maior o tanque, maior a área superficial e, logo, maior será a taxa de perda de calor.
        
        CONDUÇÃO DE CALOR EM UMA PAREDE PLANA
        A taxa de condução de calor através de uma camada plana é proporcional à diferença de temperatura através da camada e à área de transferência de calor, mas inversamente proporcional à espessura
        da camada.Para a condução térmica, a equação da taxa é conhecida como lei de Fourier. Para a parede plana unidimensional, a equação da taxa é representada na forma:
        
        A TAXA DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR PERMANENTE
        
        OU
        
        OU
        
        Assim temos que o fluxo de calor seja
        
        ANALOGIA ENTRE RESISTÊNCIA TÉRMICA E RESISTÊNCIA ELÉTRICA .
        Primeira Lei de Ohm: Cargas elétricas são transportadas de um maior potencial para um menor potencial elétrico, e são inversamente proporcionais a resistência elétrica do material condutor.Dois sistemas são análogos quando eles obedecem a equações semelhantes. Por exemplo, a equação que fornece o fluxo de calor através de uma parede plana pode ser colocada na seguinte forma:
        
        TEMOS como Resistência Térmica:
        
        E o Potencial Térmico:
        
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        CONDUTIVIDADE TERMICA
        
        A condutividade térmica de um dado material pode ser definida como a taxa de transferência de calor através de uma unidade de comprimento de dado material por unidade de área por unidade de diferença de temperatura.
        
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        O mecanismo da condução do calor em um líquido é complicado pelo fato da maior proximidade das moléculas, o que permite um forte campo ele força intermolecular. As condutividades térmicas de líquidos normalmente estão no intervalo entre os valores de líquidos e gases.
        
        Nos sólidos, a condução de calor é devida a dois efeitos: as ondas de vibração de rede motivadas pelos movimentos vibracionais das moléculas arranjadas em posições relativamente fixas, de forma periódica, constituindo uma rede, e a energia transportada através do movimento livre dos elétrons presentes nos sólidos. A condutividade térmica de sólidos é determinada pela soma da componente de rede e da componente eletrônica.