Termodinâmica

Ana Carolina Borges

Mecanismos de Transferência de Calor
Condução

Itajaí
Outubro 2013

INTRODUÇÃO

A ciência da Transferência de Calor (T.C.) se refere à análise da taxa de transferência de calor em um sistema. É a energia em trânsito devido a transferência de temperatura. Independente do mecanismo a transferência consiste na igualdade de temperatura.
O fluxo de calor ocorre sempre que há um gradiente de temperatura em um sistema, por isso, o conhecimento da distribuição de temperatura no sistema é essencial nos estudos de transferência de calor.
O fluxo de calor é a quantidade de calor transferido por unidade de área por unidade de tempo.
Existem três modos de transferência de calor: condução, convecção e radiação. A distribuição de temperatura em um corpo é controlada pelos efeitos dos três modos de T.C., mas muitas vezes, para fins práticos, considera-se cada um separadamente.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
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Condução é o modo de transferência de calor em que a troca de energia tem lugar da região da alta temperatura para a região de baixa temperatura pelo movimento cinético ou pelo impacto direto de moléculas, no caso de fluidos em repouso, e pelo movimento de elétrons no caso de metais.
A lei empírica da condução de calor – Lei de Fourier :

Onde: qx= taxa de calor transmitida através da área; dt/dx = gradiente de temperatura;
K = Condutividade térmica do material.

Deste modo pode-se determinar a distribuição de temperatura nos sólidos.
O uso da Lei de Fourier tem como requisito o conhecimento da condutividade térmica (k).

Condução Unidimensional em Regime Estacionário.

O termo unidimensional se refere diretamente ao fato de que apenas uma coordenada é necessária para descrever a variação espacial das variáveis dependentes. Desta forma, um sistema unidimensional, os gradientes de temperatura existem ao longo de uma única