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Definição de Temperatura // Equilíbrio Térmico // Modos de Transmissão de Calor //
Definição de Sensores de Temperatura // Tipos de Sensores de Temperatura //
 
MODOS DE TRANSMISSÃO DE CALOR

Condução

A condução é um processo pelo qual o calor flui de uma região de alta temperatura para outra de temperatura mais baixa, dentro de um meio (sólido, líquido ou gasoso) ou entre meios diferentes em contato físico direto. No fluxo de calor por condução a energia é transmitida por meio de comunicação molecular direta, sem apreciável deslocamento das moléculas.
De acordo com a teoria cinética, a
temperatura de um elemento de matéria é proporcional à energia cinética média de suas moléculas constituintes. A energia intrínseca de um elemento e posição relativa das moléculas são chamadas "energia interna". Assim, quanto mais rápido se movem as moléculas, maior será a temperatura e a energia interna do elemento de matéria. Quando as moléculas em uma região adquirem uma energia cinética média, maior do que aquela das moléculas das regiões adjacentes, conforme manifestado por uma diferença de temperatura, as moléculas possuidoras de maior energia transmitirá parte de sua energia para as moléculas da região de temperatura mais baixa.
A transferência de energia poderia ter lugar por impacto elástico (como nos fluidos) ou por difusão de elétrons de movimento rápido das regiões de alta para baixa
temperatura (como nos metais).
Independente do mecanismo exato, que de forma alguma é totalmente entendido, o efeito observável da condução de calor consiste na igualdade de temperatura. Entretanto, se diferenças de temperaturas são mantidas pela adição ou remoção de calor em pontos diferentes, um fluxo contínuo de calor da região quente para a fria será estabelecido.
A condução é uma forma de troca de calor que predomina nos sólidos. A condução também é importante nos fluidos, mas nos meios não sólidos, usualmente ela é combinada com a convecção e, em alguns casos, também com a radiação.

Radiação

A radiação é um processo pelo qual o calor flui de um corpo de alta
temperatura para um de baixa quando os mesmos estão separados no espaço, ainda que exista um vácuo entre eles.
O termo radiação é, geralmente aplicado para todas as espécies de fenômenos de ondas eletromagnéticas, mas, na transmissão de calor, são de interesse apenas os fenômenos que resultam da diferença de temperatura e podem transportar energia através de um meio transparente ou através do espaço. A energia transmitida desta maneira é chamada de Calor Radiante.
Todos os corpos emitem continuamente calor radiante. A intensidade das emissões depende da temperatura e da natureza da superfície. A energia radiante tem a velocidade da luz (300.000 km/s) a se assemelha à radiação da luz. De fato, de acordo com a teoria eletromagnética, a luz e a radiação térmica diferem apenas nos respectivos comprimentos de onda. O calor radiante é emitido pelo corpo na forma de impulsos ou "quantum" de energia.
O movimento de energia radiante no espaço é semelhante à propagação da luz e pode ser descrito pela teoria das ondas. Quando as ondas de radiação encontram algum objeto, suas energias são absorvidas próximas a superfície.
A transmissão de calor por radiação torna-se de importância crescente quando a temperatura de um corpo aumenta. Nos problemas de engenharia, envolvendo temperaturas que se aproximam da atmosférica, o aquecimento radiante freqüentemente pode ser desprezado.

Convecção

A convecção é um processo de transporte de energia pela ação combinada da condução de calor, armazenamento de energia e movimento de mistura. A convecção é mais importante como mecanismo de transferência de energia (calor) entre uma superfície sólida e um líquido ou gás.
A transferência de energia por convecção de uma superfície cuja
temperatura está acima daquela do fluído envolvente, tem lugar em várias etapas. Primeiro, o calor fluirá por condução da superfície para as partículas adjacentes do fluido. A energia assim transferida servirá para aumentar a temperatura e a energia interna destas partículas. Então as partículas fluidas se movem para uma região de menor temperatura no fluido, onde elas se misturarão e transferirão uma parte de sua energia, para outras partículas fluidas. O fluxo neste caso é de fluido, assim corno a energia realmente é armazenada nas partículas fluidas e é levada como resultado do movimento de sua massa. Este "mecanismo" não depende, para sua operação, meramente da diferença de temperatura e, desta forma, não preenche estritamente a definição de transmissão de calor.
O efeito resultante, entretanto, consiste no transporte de energia e como ele ocorre na direção de um gradiente de
temperatura, também é classificado como um modo de transmissão de calor, sendo chamado de fluxo de calor por convecção. A transmissão de calor por convecção é classificada de acordo com o modo de movimento do fluxo, em "convecção natural" a "convecção forçada".
Quando o movimento do fluido se dá em função exclusiva do resultado das diferenças de densidade causadas pelos gradientes de temperatura, temos caracterizado a "convecção natural" (ou livre).
Quando o movimento do fluido se dá, não somente em função do resultado de diferenças de densidade, mas sim do uso de algum mecanismo qualquer que sirva para ativar a circulação do fluido (por ex. uma eletro-bomba ou um ventilador), teremos um processo de "convecção forçada".

Veja também: Definição de Temperatura // Equilíbrio Térmico // Modos de Transmissão de Calor //
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