ATPS Transferncia de calor Etapas 01 e 02
Sempre que há um gradiente de temperatura no interior de um sistema ou quando há contato de dois sistemas com temperaturas distintas há um processo de transferência de energia. O processo por meio do qual a energia é transferida é conhecido como transferência de calor.
O estudo da transmissão de calor está relacionado com a termodinâmica na medida em que a primeira e a segunda lei não podem se feridas.
A primeira lei é aplicada para garantir a conservação da energia e a segunda lei para instituir o sentido do fluxo de calor.
A transferência de calor ocorre de três formas: condução, convecção e radiação.
Condução:
As atividades de transferência de energia por condução acontecem em nível molecular e atômico, assim sendo a condução pode ser vista como a transferência de energia de partículas mais energéticas para partículas de menor energia.
Figura 01: Associação da transferência de calor por condução
É possível quantificar a transferência de calor em termos de equações de taxas de calor. Essas equações são utilizadas para calcular a transferência de calor por unidade de tempo, esta é conhecida por Lei de Fourier. O fluxo térmico é proporcional a condutividade térmica (W/m².K), uma importante propriedade do material.
Figura 02: Transferência unidimensional de calor por condução
A utilização da Lei de Fourier está correlacionada ao entendimento da condutividade térmica, esta fornece uma indicação da taxa segundo a qual a energia é transferida pelo processo de difusão. Ela depende da estrutura física da matéria, que por sua vez, está relacionada ao seu estado físico.
Em material não condutor, a condução se dá exclusivamente por transferência de energia mediante ondas na estrutura de retículos induzidas pelo movimento atômico. Para materiais condutores, soma-se a esta, também a transferência de translação de elétrons livres. Estes efeitos são adicionais, de tal forma que a condutividade térmica k é a