Perguntas sobre a condução de calor

• Sob quais condições pode ser dito que o fluxo térmico é uma constante, independente da direção do escoamento do calor? Para cada uma destas condições, use argumentos físicos para se convencer de que o fluxo térmico não seria independente da direção se a condição não fosse satisfeita.

• Para a condução unidimensional, em regime estacionário, em uma casca cilíndrica ou esférica, sem geração de calor, o fluxo de calor radial é independente do raio? A taxa de transferência de calor radial é independente do raio?

• Para a condução unidimensional, em regime estacionário, sem geração de calor, qual é a forma da distribuição de temperaturas em uma parede plana? E em uma casca cilíndrica? E em uma casca esférica?

• O que é resistência térmica? Como ela é definida? Quais são suas unidades?

R: Resistencia térmica é a capacidade que um material possui, de dificultar (restringir) a transferência de calor.

Pode-se definir resistência térmica como a razão entre o comprimento da seção e a condutividade do material que compõe esta mesma seção.

Pelo Sistema Internacional (SI) tem-se duas unidades de medidas, m²*K/W ou m²*°C/W.

• Para a condução através de uma parede plana, você pode escrever de cabeça a expressão da resistência térmica? Analogamente, você pode escrever expressões para a resistência térmica associada a condução através de cascas cilíndricas e esféricas? De memória, você pode escrever expressões para as resistências térmicas associadas à convecção em uma superfície e à troca líquida de radiação entre a superfície e uma grande vizinhança?

• Qual é a base física para a existência de um raio crítico de isolante? Como a condutividade térmica e o coeficiente convectivo afetam o seu valor?

• Como a resistência condutiva de um sólido e afetada pela sua condutividade térmica? Como a resistência convectiva em uma superfície é afetava pelo coeficiente convectivo? Como a resistência radiante é afetada pela emissividade da superfície?

• Se o calor é transferido para fora de uma superfície por convecção e radiação, como as resistências térmicas correspondentes são representadas em um circuito?

• O que é uma resistência de contato? Como ela é definida? Quais são suas unidades para sua interface de área especificada? Quais são suas áreas para uma área unitária?

R: Resistência de contato ou resistência térmica de contato, ocorre quando dois ou mais corpos trocam energia entre eles na forma de calor.

Pode-se definir resistência de contato como sendo a razão entre a queda de temperatura e o fluxo de calor médio através da interface

• Como a resistência de contato é afetada pela rugosidade das superfícies adjacentes?

R: A resistência de contato pode ser afetada pela rugosidade devido à área de contato, quanto menor a rugosidade maior a área da superfície de contato, dessa forma é possível obter uma menor resistência durante a transfer