Física experimental 2

FÍSICA EXPERIMENTAL II

Aluno: Eduardo de Figueiredo Gomes –

Rio de Janeiro
2013
1 Propagação de calor

Diferente da forma que leigos entendem o calor, como uma temperatura alta em um determinado tempo, para a Física calor não significa necessariamente uma temperatura elevada, mas sim, como a energia térmica em trânsito. A matéria é formada por átomos e moléculas que estão em permanente estado de agitação térmica. A energia térmica está associada a esta agitação térmica e a temperatura é um valor numérico que a expressa. Quando dois corpos de temperaturas diferentes são colocados próximos um do outro, o corpo de maior temperatura tende a transferir energia térmica para o corpo com a temperatura mais baixa afim de que ambos atinjam a mesma temperatura, ocasionando um equilíbrio térmico. Esta transição de energia térmica é denominada calor. A energia térmica de um corpo, associada à agitação das moléculas, podem ser entendidas como a energia cinética total das moléculas. Esta definição de calor foi mostrada a partir dos experimentos de Benjamin Thompson e James Prescott Joule. Antes, acreditava-se que o “corpo mais quente” possuía uma quantidade maior de fluido, chamado calorífico. Quando o Corpo estava em presença de outro com temperatura mais baixa, o calorífico fluía do “mais quente” para o “mais frio”. Contudo, verificou-se que a energia térmica pode ser transferida de três maneiras: por convecção, condução e radiação.

1.1 Convecção

É a transferência de calor ocorrida pelo movimento da massa de uma região do fluido para outra região. Exemplos comuns incluem os sistemas de aquecimento de água em residências, o sistema de refrigeração do motor de um carro e o fluxo de sangue pelo corpo. Quando o fluido é impulsionado, chamamos de convecção forçada. Quando o escoamento é produzido pela