Física Experimental: Transferência De Calor

ATIVIDADE EXPERIMENTAL 5

TRANSFERÊNCIA DE CALOR

CONDUÇÃO, CONVECÇÃO E IRRADIAÇÃO

EXPERIMENTO 1: CONDUÇÃO

INTRODUÇÃO

Este relatório discorre sobre a prática experimental: Transferência de Calor por Condução.

Quando temos dois corpos com temperaturas diferentes, a tendência é que essa diferença de temperatura deixe de existir, pois há entre os corpos uma transferência de calor que faz com que a temperatura dos corpos fique em equilíbrio.

Através desta prática, faremos observações a respeito da propagação de calor que o fogo de uma lamparina exerce em uma haste de metal, e assim notaremos então que o calor se propaga molécula a molécula sem o deslocamento de matéria.

OBJETIVOS

Este experimento tem com objetivo identificar, comparar e classificar as formas de propagação de calor;

Como também, concluir que o calor, para se propagar, precisa de temperaturas diferentes entre as regiões de transmissão;

E que o fluxo de calor sempre se verifica no sentido de maior temperatura para a de menor temperatura;

INTRODUÇÃO TEÓRICA

O mecanismo de transferência de calor por condução ocorre dentro de uma substância ou entre substâncias que estão em contato físico direto.

Na condução a energia cinética dos átomos e moléculas (isto é, o calor) é transferida por colisões entre átomos e moléculas vizinhas.

O calor flui das temperaturas mais altas (moléculas com maior energia cinética) para as temperaturas mais baixas (moléculas com menor energia cinética).

A capacidade das substâncias para conduzir calor (condutividade) varia consideravelmente.

Via de regra, sólidos são melhores condutores que líquidos e líquidos são melhores condutores que gases.

Num extremo, metais são excelentes condutores de calor e no outro extremo, o ar é um péssimo condutor de calor.

Conseqüentemente, a condução só é importante entre a superfície da Terra e o ar diretamente em contato com a superfície.

Como meio de transferência de calor para a atmosfera como um todo a condução é o menos significativo e pode ser omitido na maioria dos fenômenos meteorológicos.

MATERIAIS NECESSÁRIOS

Para a realização do experimento foram utilizados os seguintes materiais:

• Tripé com perfil universal;

• Lâmina suporte das esferas (haste metálica);

• Sistema de acoplamento para perfil;

• Cinco pequenas esferas;

• Uma lamparina;

• Uma vela (cera);

• Uma caixa de fósforo;

• Um cronômetro;

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Iniciamos o trabalho com a montagem dos equipamentos.

Ao término, acendemos a vela e colocamos as bolinhas na haste metálica. Posicionamos a vela na extremidade da haste metálica e observamos.

RESULTADOS OBTIDOS

Observamos que o fogo da vela, ao aquecer a haste, fazia as bolinhas caírem uma a uma em numa seqüência que partia da ponta da haste aquecida pelo fogo. Dessa forma concluímos que isso ocorre pelo fato das partículas se agitarem transmitindo energia de uma para outra em seqüência e sem pular um átomo sequer.

CONCLUSÃO

Concluímos que isso ocorre pelo fato das partículas se agitarem transmitindo energia de uma para outra em seqüência e sem pular um átomo sequer.

EXPERIMENTO 2: CONVECÇÃO

INTRODUÇÃO

Este relatório discorre sobre a prática experimental: Transferência de Calor por Convecção.

Processo de transmissão de calor, que consiste em movimentos de massas fluidas, trocando de posição.

Podemos afirmar que a convecção somente ocorre nos fluidos (líquidos, gases e vapores), não podendo ocorrer nos sólidos e no vácuo. Pode ser natural, quando é ocasionada por diferença de densidade devido a diferença de temperatura entre as massas de fluido, ou forçada quando é ocasionada por bombas ou ventiladores

OBJETIVOS

Demonstrar o deslocamento da matéria por meio da transmissão da energia térmica.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

O mecanismo de transferência de calor por convecção somente ocorre em líquidos e gases.

Consiste na transferência de calor dentro de um fluído através de movimentos do próprio fluído.

O calor ganho na camada mais baixa da atmosfera através de radiação ou condução é mais freqüentemente transferido por convecção.

A convecção ocorre como conseqüência de diferenças na densidade do ar. Quando o calor é conduzido da superfície relativamente quente para o ar sobrejacente, este ar torna-se mais quente que o ar vizinho.

Ar quente é menos denso que o ar frio de modo que o ar frio e denso desce e força o ar mais quente e menos denso a subir.

O ar mais frio é então aquecido pela superfície e o processo é repetido.

MATERIAIS NECESSÁRIOS

Para