A energia térmica é a energia interna da matéria composta pelas energias cinética e potencial dos átomos e moléculas (partículas) de um objeto. A variação dessa energia térmica é denominada calor, que pode ocorrer por três mecanismos diferentes: condução, convecção e radiação térmica. Os dois primeiros estão associados à matéria diretamente e o último, às ondas eletromagnéticas, um fenômeno de modelagem bem mais complexa.
Condução
A transferência de energia térmica por condução ocorre pela interação entre partículas (matéria) de diferentes temperaturas. Esse processo é modelado pela lei de Fourier:
, sendo:
a taxa de transferência através da superfície normal à direção x
- k, a condutividade térmica (W.K/m)
- A, a área da superfície (m²)
, o gradiente de temperatura na direção x
Caso a temperatura varie linearmente ao longo da direção especificada, a equação acima pode ser simplificada:
Em geral, bons condutores elétricos também apresentam altos valores de condutividade térmica:
Substância |
Condutividade térmica (W.K/m) |
| Alumínio | 237 |
| Cobre | 401 |
| Concreto | 1,4 |
| Madeira | 0,12 |
| Cobertor (fibra de vidro) | 0,046 |
| Água | 0,6 (à 300K) |
Radiação térmica
Neste caso, a energia é transferida por ondas eletromagnéticas (fótons). Diferente da transferência por condução, não há necessidade de matéria; portanto, ela pode ocorrer no vácuo.
A taxa de energia emitida por uma superfície de área A é dada pela lei de Stefan-Boltzmann:
, sendo:
, a taxa de transferência de energia
- A, a área superficial
, a emissividade superficial, propriedade da substância que determina a efetividade da radiação e absorção
-
, a constante de Stefan-Boltzmann
, a temperatura superficial em Kelvins
Uma superfície com a emissividade máxima de 1,0 (limite máximo teórico) é chamada de radiador de corpo negro.
A taxa de absorção de energia por radiação térmica emitida pelo meio ambiente é muito semelhante à equação anterior:
, sendo:
, a taxa de transferência de energia absorvida pelo objeto do meio ambiente
- A, a área superficial que intercepta as ondas eletromagnéticas
, a emissividade superficial, propriedade da substância que determina a efetividade da absorção e radiação. O mesmo valor da equação anterior.
-
, a constante de Stefan-Boltzmann
, a temperatura superficial em Kelvins
Portanto, podemos concluir que a radiação emitida e absorvida do ambiente é proporcional à quarta potência da temperatura superficial e do meio ambiente, respectivamente, e que um bom irradiador também é um bom dissipador de energia térmica (pelo mecanismo de radiação térmica).
Convecção
Esse mecanismo de transferência de energia térmica ocorre quando um fluido de temperatura entra em contato com uma superfície sólida
. O fenômeno é modelado pela lei de Newton:
, sendo:
- A, a área superficial do sólido
- h, o coeficiente de transferência de calor (constante empírica)
Receber informativos
Informática
-
AJAX Chat - Open Source Web Chat O software livre (código-fonte aberto de qualidade e gratuito) AJAX Chat é um chat desenvolvido...
-
Vídeo-aulas sobre Estruturas de Dados em Java (inglês) A universidade de Berkeley (Califórnia), a exemplo do Massachusetts Institute of Technology (MIT),...
-
Joomla: componente Xmap O termo sitemap denomina arquivos XML enviados a mecanismos de busca para facilitar a indexação...
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
Sistemas Elétricos
-
Dispositivo Diferencial Residual (DR) A proteção diferencial-residual consiste no seccionamento do respectivo circuito elétrico em caso...
-
Controle escalar do motor de indução trifásico O controle eletrônico da velocidade e torque desenvolvidos por motores de indução trifásicos possui...
-
Isolamento elétrico: propriedades térmicas Além dos complexos requisitos mecânicos e elétricos que uma máquina elétrica ou transformador...
- 1
- 2
- 3
Eletrônica
-
MPLAB: Code folding para Assembly Code folding é um mecanismo do MPLAB IDE que permite expandir ou esconder um código aninhado. Esse...
-
PIC16: toBCD8 - Hexadecimal para BCD 8 bits A função de conversão de números hexadecimais para BCD de 8 bits em assembly é uma rotina simples...
-
PIC16: mostra4digitos - exibe quatro dígitos em displays multiplexados A seguinte função para a família de microcontroladores PIC16 controla a exibição de 4 dígitos...
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
Comunidade Livre
|
|
Telecomunicações
-
Decibel (dB) O decibel (dB) consiste na mensuração da razão de duas potências na base logarítmica 10. Como...
-
Equação de Shannon A relação de Shannon determina a capacidade do canal C, em bits por segundo, considerando-se a existência...
-
Modulação em amplitude (AM) De acordo com outros artigos disponibilizados, a modulação consiste no deslocamento do conteúdo...
- 1
- 2
Física
-
Equações de Maxwell A teoria eletromagnética pode ser sintetizada em apenas quatro equações básicas que são consideradas...
-
Cálculo vetorial: operações fundamentais A seguir, temos uma breve descrição das operações mais fundamentais do cálculo vetorial: gradiente...
-
Teorema de Stokes Este teorema define a igualdade vetorial entre uma integral de linha (componente tangencial) ao longo...
- 1
- 2