Meios de Propagação do Calor

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Curso: Engenharia Civil 
Meios de Propagação do Calor 
1. Marcelo Batista Hoffmann 201602870403 
Estácio Brasília 
 
 
1. OBJETIVOS 
 
a. Identificar, comparar e classificar as formas de propagação do calor; 
b. Concluir que o calor para se propagar, necessita de uma diferença de temperatura 
entre as regiões de escoamento; e 
c. Concluir que o fluxo térmico sempre se verifica no sentido das temperaturas 
decrescentes. 
 
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
O calor é um tipo de energia que pode ser transferido de um corpo para o outro quando 
há diferença de temperatura entre eles. A transferência de calor pode ocorrer de três 
formas: radiação, condução e convecção. 
A radiação térmica, também conhecida como irradiação, é uma forma de transferência 
de calor que ocorre por meio de ondas eletromagnéticas. Como essas ondas podem 
propagar-se no vácuo, não é necessário que haja contato entre os corpos para haver 
transferência de calor. Todos os corpos emitem radiações térmicas que são proporcionais à 
sua temperatura. Quanto maior a temperatura, maior a quantidade de calor que o objeto 
irradia. Um exemplo desse processo é o que acontece com a Terra, que, mesmo sem estar 
em contato com o Sol, é aquecida por ele. Outro exemplo pode ser observado na figura a 
seguir: 
 
Podemos nos aquecer nas proximidades de uma lareira, sem ter contato direto com o fogo 
O calor também pode ser transferido de um meio para o outro por meio da condução. 
Para entender melhor esse processo de transferência de calor, imagine a seguinte 
situação: segurando uma barra de ferro em uma das suas extremidades e colocando a 
outra ponta sobre uma chama, ela começará a aquecer. Primeiramente, a parte que está 
sobre o fogo terá sua temperatura elevada, pois a chama está transferindo energia para a 
barra. As moléculas que a constituem começarão a ficar agitadas e chocar-se-ão com as 
outras que não estão em contato com o fogo. Essa agitação será transmitida de molécula 
para molécula até que todo o objeto fique aquecido. 
 
 
É assim que ocorre a condução de calor, a energia propaga-se em virtude da agitação 
molecular. Esse processo é mais eficiente em materiais como os metais, que são bons 
condutores de calor. Isso também explica o motivo das panelas serem feitas de metal. 
 
As panelas são feitas de metal porque são os melhores condutores de calor por condução 
Por fim, há a convecção, que é a forma de transferência de calor comum para os gases 
e líquidos. O exemplo a seguir descreve como acontece a convecção: 
Ao colocar água para ferver, a parte que está próxima ao fogo será a primeira a aquecer. 
Quando ela aquece, sofre expansão e fica menos densa que a água da superfície, sendo 
assim, ela desloca-se para ficar por cima, enquanto a parte mais fria e densa move-se para 
baixo. Esse ciclo repete-se várias vezes e forma uma corrente de convecção, que é 
ocasionada pela diferença entre as densidades, fazendo com que o calor seja transferido 
para todo o líquido. 
 
Observe como se forma a corrente de convecção 
3. MATERIAL NECESSÁRIO 
 
3.1 Trípe; 
 
3.2 05 (cinco) esferas; 
 
3.3 Fonte térmica (lâmpada e lamparina); 
 
 
 
3.4 Vela; 
 
3.5 Fósforo; 
3.6 Conjunto demonstrativo; 
 
3.7 Haste (trípe); 
 
3.8 03 (três) sapatas niveladoras; e 
 
3.9 03 (três) barras em “L”. 
 
 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
4.1 Acionar o interruptor do conjunto demonstrativo grande (foto abaixo) para acender a lâmpada e 
observar a hélice girar. 
 
4.2 Colocar a barra de alumínio no conjunto demonstrativo pequeno (foto abaixo); 
 
 
 
4.3 Acender a vela e tampar (vedar) os 05 (cinco) orifícios da barra de alumínio; 
4.4 Aguardar secar e colocar as esferas, sendo, uma em cada orifício, sobre a barra; 
 
 
4.5 Colocar a vela acessa na extremidade livre da barra e marcar o tempo no momento em 
que cada esfera cair pelo orifício, até a quinta esfera; 
 
4.6 Repetir os procedimentos a partir do número 4.2 para as barras de latão e cobre; 
4.7 Analisar os resultados. 
 
5. DADOS COLETADOS e RESULTADOS OBTIDOS 
 
5.1 Conjunto demonstrativo grande 
Observou-se que, após acender a lâmpada, em poucos segundos a hélice começou a 
girar. 
Desta forma, verificamos duas formas de transferência de calor, ocasionado pela 
diferença de temperatura, conforme se segue: 
A primeira, irradiação de calor, pois ao acender a lâmpada ocorre a transferência de 
calor por meio de ondas eletromagnéticas, que se propagaram no vácuo, canalizando o 
calor para o “túnel” de metal em forma de “U”. 
A segunda, convecção, pois o calor ao ser canalizado para o “túnel” de metal em forma 
de “U” ocorre o deslocamento do ar, ou seja, o ar quente (menos denso) sobe e o ar frio 
(mais denso) desce, repetindo várias vezes, formando uma corrente de convecção, e 
fazendo a hélice girar. 
5.2 Conjunto demonstrativo pequeno 
 
 
 
 Tempo (s), calculado a partir do momento que a vela é colocada na 
extremidade da barra até a quinta esfera cair, ou seja, tempo contínuo. 
Calor 
específico 
(cal / g.°C) Orifícios 1 2 3 4 5 
Latão 6 22 62 102 174 0,092 
Cobre 13 32 57 95 146 0,094 
Alumínio 8 32 81 146 243 0,22 
Obs: a distância entre orifícios é de 3,5 cm, exceto “extremidade – orifício 1”, de 1,5 cm 
 Observou-se que, após aproximar a vela acessa na extremidade livre de cada barra 
(latão, cobre e alumínio), a mesma começou a aquecer, pois a chama da vela transferiu 
energia (calor) para a barra, que desloca-se em direção ao quinto orifício, derretendo a vela 
dos orifícios, de forma crescente, fazendo com as esferas caiam, conforme tempos da 
tabela acima. 
Trata-se da condução, pois as moléculas que a constituem cada barra começam a ficar 
agitadas e chocaram-se com as outras que não estão em contato com o fogo, fazendo com 
que está agitação será transmitida. 
Verifica-se ainda uma relação do valor do calor específico de cada material com a 
condução de calor, ou seja, quanto maior o valor do calor específico, menos conduz 
energia (calor). Desta forma, o alumínio conduz menos energia que o latão e o cobre, 
conforme tempos obtidos neste experimento. 
6. ANALISE DOS RESULTADOS OBTIDOS 
Após o término do experimento e análise dos resultados, verificamos que os objetivos 
foram plenamente atingidos e que, realmente, o calor para se propagar necessita de um 
diferença de temperatura entre as regiões de escoamento, bem como, o fluxo térmico 
sempre se verifica no sentido das temperaturas decrescentes. 
Ressalta-se ainda que as pequenas diferenças obtidas são normais, pois devemos 
considerar os seguintes fatores: habilidade do medidor, ao realizar a leitura do cronômetro, 
a distância da chama da vela até a extremidade de cada barra, bem como, ao fato das 
barras metálicas não serem 100% puras, isto é, não são constituídas, em sua totalidade, 
por um único material ou substância. 
7. BIBLIOGRAFIA 
- www.ucb.br; 
- www.ebah.com.br; 
- www.mundoeducação.bol.uol.com.br; 
- www.sofisica.com.br; e 
- www.poli.usp.br