prop termicas avaliação_complementar_Anna respostas

Prévia do material em texto

Exercícios Complementares: Anna Carolina
1. Qual a relação da capacidade calorífica com a temperatura. Explique mostrando o gráfico e exemplos de materiais cerâmicos.
2. Porque o Al2O3 e o MgO mesmo sendo compostos iônicos ligados por forças fortes apresentam condutividade térmica distintos?
3. Quem são os transportadores de cargas responsáveis pela condutividade térmica nas cerâmica? Explique.
4. Explique porque a condutividade térmica diminui com a temperatura? Este processo é linear? Sim ou não justifique sua resposta.
5. Qual a influência do tipo de fases e defeitos volumétricos na condutividade térmica?
6. Qual a relação da força de ligação e energia de ligação com a expansão térmica. Explique através das curvas de distribuição de energia.
7. Qual a diferença entre coeficiente de expansão térmica linear e volumétrico? Quando usamos um ou outro?
8. Porque os poros são bons para os altos fornos no isolamento térmicos. Mostre situação que os poros prejudiquem o isolamento térmico.
RESPOSTAS
1. A Capacidade Calorífica (ou calor específico) é a propriedade que indica a capacidade do material de absorver calor. A relação com a temperatura é que, quando um corpo é aquecido o mesmo apresenta um aumento na sua temperatura, o que indica que ele absorveu energia. O calor específico dos materiais segue um comportamento comum e tende a um valor bem definido 3R (R é a constante universal dos gases) em altas temperaturas, independente da estrutura e da composição química. 
2. O Al2O3 e o MgO, mesmo sendo compostos iônicos ligados por forças fortes apresentam condutividade térmica distintas pois eles apresentam estruturas diferentes. Estruturas, cátions e ânions diferentes fazem com que materiais apresentem condutividade térmica distintas.
3. Os transportadores de carga responsáveis pela condutividade térmica nas cerâmicas são os fônons. Esses fônons são ondas que se propagam pela rede cristalina. Essas ondas veem da vibração dos átomos. A rede cristalina pode ser vista como átomos ligados entre si através de molas, quando um átomo se desloca deforma a mola e leva consigo os demais átomos. Toda a estrutura e todos os átomos vibram, essa vibração assemelha-se a uma onda, a superposição de várias ondas é o que chamamos de fônon.
4. A condutividade térmica diminui com o aumento da temperatura pois, o aumento da temperatura aumenta a irregularidade da rede, e isto dificulta a propagação de fônon, já que essa irregularidade irá aumentar a quantidade de desvios (que são colisões dos fônons com outros fônons ou defeitos da rede cristalina) dos fônons na rede.
5. Diferentes tipos de fase, assim como defeitos volumétricos influenciam a condutividade térmica diminuindo-a, pois eles são considerados desvios, logo, os fônons não iram propagar-se em linha reta. Quanto maior o número de desvios menor será o caminho médio (trajeto entre desvios seguidos) e menor a condutividade térmica.
6. As forças de ligação interatômica em materiais cerâmicos são relativamente fortes, e isso reflete num coeficiente de expansão térmica comparativamente baixo. Quanto maior é a energia de ligação entre os átomos maior será a intensidade da força de repulsão ou atração.
7. A dilatação linear é referente à dilatação do comprimento do corpo.
A dilatação volumétrica é referente à variação do volume, logo avaliamos três dimensões.
Toda dilatação que existe na prática, é volumétrica.
8. Para altos fornos os poros são bons no isolamento térmico pois eles são desvios para os fônons, logo, quanto maior o número de poros, maior a quantidade de desvios os fônons irão sofrer, com isso, menor será a condutividade térmica. Se o forno for denso, não haverá desvios, logo a condução térmica será facilitada, ou seja, haverá perda de calor do forno. Então, para fornos é necessário a existência de poros, para a temperatura ser mantida.
image1.png