Como o calor é transferido?

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Um campo muito interessante da física é a termodinâmica, especialmente para compreender como funcionam os compressores de ar. Neste artigo falamos sobre a transferência de calor, na sequência de nossa introdução à termodinâmica.

Como o calor é transferido?

como o calor é transferido

Qualquer diferença de temperatura dentro de um corpo ou entre diferentes corpos ou sistemas leva à transferência de calor, até que se alcance um equilíbrio de temperatura. Essa transferência de calor pode ocorrer de três maneiras diferentes:

  • através da condução
  • através da convecção
  • através da radiação

Em situações reais, a transferência de calor ocorre simultaneamente, mas não igualmente, das três maneiras.

Fórmula para a transferência de calor através da condução

A condução é a transferência de calor pelo contato direto das partículas. Ocorre entre corpos sólidos ou entre camadas finas de um líquido ou gás. Os átomos em vibração desprendem uma parte de sua energia cinética para os átomos adjacentes que vibram menos.

Fórmula para a transferência de calor através da convecção

A convecção é a transferência de calor entre uma superfície sólida quente e o fluido adjacente parado ou em movimento (gás ou líquido), reforçada pela mistura de uma porção do fluido com a outra. Pode ocorrer como uma convecção livre, pelo movimento natural em um meio, como resultado de uma diferença na densidade devido a diferenças de temperatura. Pode ocorrer também como uma convecção forçada, com o movimento do fluido causado por agentes mecânicos, por exemplo, um ventilador ou uma bomba. A convecção forçada produz uma transferência de calor significativamente maior como resultado de uma velocidade de mistura mais elevada.

Transferência de calor através da radiação

A radiação é a transferência de calor pelo espaço vazio. Todos os corpos com uma temperatura acima de 0 °K emitem calor por radiação eletromagnética em todas as direções. Quando os raios de calor atingem um corpo, parte da energia é absorvida e transformada para aquecer esse corpo. Os raios que não são absorvidos passam pelo corpo ou são refletidos por ele. Em situações reais, a transmissão de calor é a soma da transferência de calor simultânea por condução, convecção e radiação.

A transmissão de calor em um trocador de calor é, em cada ponto, uma função da diferença de temperatura predominante e do coeficiente de transferência de calor total. Isso exige o uso de uma diferença de temperatura média logarítmica Өm em vez de uma aritmética linear ΔT.

 fórmula para diferença de temperatura média logarítmica

A diferença de temperatura média logarítmica é definida como a relação entre as diferenças de temperatura nos dois lados de conexão do trocador de calor de acordo com a expressão:

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