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Propriedades que podem ser transportadas (P): Taxa de transferência da propriedade: Fluxo de transferência da propriedade: INTRODUÇÃO – CONCEITOS IMPORTANTES INTRODUÇÃO – CONCEITOS IMPORTANTES Estado Estacionário (EE) ou Permanente: É o estado no qual as variáveis não sofrem variações/alterações com o tempo. Estado Transiente (ou não estacionário): É aquele no qual as variáveis mudam com o passar do tempo. Volume de controle (VC): É o volume do sistema no qual se fará a análise. Superfície de controle (SC): É a superfície que separa o volume de controle a ser analisado do restante do sistema. INTRODUÇÃO – CONCEITOS IMPORTANTES 2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR Princípios básicos da TC Toda vez que houver uma diferença de temperatura entre dois pontos haverá transferência de calor da maior para a menor temperatura. O objetivo da TC é encontrar as taxas nas quais esse processo ocorre e, também, as temperaturas envolvidas. Aplicações da TC processos que minimizam a troca de calor, processos que maximizam a troca de calor, processos de controle de temperatura 2.1 MECANISMOS BÁSICOS DA TC Condução Ocorre essencialmente em sólidos e é governada pela Lei de Fourier. O fluxo de calor é dado por: 2.1 MECANISMOS BÁSICOS DA TC Convecção Envolve a troca de calor entre um fluido em movimento e uma superfície sólida que estão a diferentes temperaturas. A lei que governa esse processo é a Lei de Resfriamento de Newton. O coeficiente h depende da velocidade e do tipo de fluido, da geometria do corpo e do tipo de escoamento de complexa determinação. 2.1 MECANISMOS BÁSICOS DA TC Convecção A convecção pode ser de dois tipos: forçada: o fluido é forçado a escoar, impulsionado por um agente externo. natural: o fluido escoa devido à diferença de massa específica ocasionada pela diferença de temperatura. 2.1 MECANISMOS BÁSICOS DA TC Radiação É a energia emitida pela matéria em virtude de sua temperatura e cuja transmissão é feita através de ondas eletromagnéticas. Todo corpo que possui T > 0 K emite radiação. Para um corpo ideal (chamado corpo negro) a taxa de calor emitida é dada pela Lei de Stefan-Boltzman: A troca líquida por radiação entre um corpo a Ts e uma superfície que o envolve completamente e está a Tviz é dada por: 2.2 MECANISMOS COMBINADOS DE TC Em geral, os mecanismos de T.C. não ocorrem separadamente e, nestes casos, a taxa de transferência de calor total é obtida pela soma de cada contribuição individual. Para uma superfície a TS trocando calor por radiação e convecção tem- se que: EXEMPLO 2.1 – MECANISMOS COMBINADOS DE TC Considere a transferência de calor em estado estacionário entre duas superfícies grandes mantidas a temperaturas constantes de 300 e 200 K e que estão separadas por uma distância de 1 cm. Assumindo que as superfícies são negras e que os efeitos de convecção natural são desprezíveis, determine a taxa de transferência de calor entre as duas placas, por unidade de área, assumindo que o espaço entre as placas é: a) preenchido com ar atmosférico estagnado; b) evacuado; c) preenchido com uretana (isolante térmico opaco); d) preenchido com um material superisolante cuja condutividade térmica é 0,00002 W/m.K.