AulaOU - 3 - Transferência de calor (1)

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Tecnologia em Alimentos
Operações Unitárias na Indústria de Alimentos
Transferência de calor (1)
Prof. Carlos A. Biella
2019
Operações de transferência de calor são aquelas onde ocorre troca térmica entre corpos
Transferência de calor no processamento de alimentos
Cozimento
Esterilização
Pasteurização
Armazenamento de alimentos
Introdução
Quando colocamos em contato, dois corpos em temperaturas diferentes, notamos que eles buscam se equilibrar termicamente, tendendo a igualar suas temperaturas
Pode ser que ocorra a mudança em seu estado físico: sólido, líquido ou gasoso.
O corpo de maior temperatura fornece certa quantidade de energia térmica ao de menor temperatura, promovendo uma diminuição em sua temperatura
Esta transferência de energia se processa até que se tenha o equilíbrio
Energia térmica em trânsito = calor
Calor
Calor 
x 
Temperatura
Calor 
Energia térmica em trânsito de um corpo para outro ou de uma parte para outra de um mesmo corpo, sendo determinada pela diferença de temperatura entre os sistemas envolvidos.
Calor 
O trânsito ocorre sempre na direção do corpo de maior para o de menor temperatura, até que atinjam o equilíbrio térmico  do mais quente para o mais frio
O calor do fogo se transferindo para uma panela com água.
Temperatura
Grandeza física utilizada para medir o grau de agitação ou a energia cinética das moléculas de uma determinada quantidade de massa
Quanto maior a agitação das moléculas, maior será sua temperatura
Temperatura
Grandeza física que indica a direção e permite o cálculo da intensidade do fluxo de calor trocado entre dois corpos
Nos possibilita entender sensações de quente ou frio medindo com termômetro, ou ao tocar um corpo ou objeto.
Diferença 
A forma de energia que é diretamente transferida de um objeto mais quente para um mais frio é chamada de calor, e a unidade que mede a energia cinética das partículas aquecidas é chamada de temperatura.
Diferença 
O calor é externo ao objeto, provoca aumento de temperatura e a temperatura é interna ao objeto, como a sensação de quente e frio ou a medição deles.
O calor flui do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura e pode ser transferido de um corpo para outro.
Exemplos:
Gelo na água
Cano sendo aquecido
Parede recebendo luz solar
O calor pode ser proveniente de diferentes tipos de energia:
Energia luminosa (sol, iluminação artificial)
Energia elétrica (motores elétricos, transformadores, refrigeradores)
Energia química (reações químicas, dispositivos com chamas)
Energia mecânica (atividade física de um ser humano)
Energia nuclear (usina nuclear)
Calor associa-se à temperatura 
Temperatura não mede exatamente o conteúdo de calor
Temperatura indica a velocidade da agitação das moléculas de um corpo
A variação da temperatura ocorre em razão do aumento da agitação das partículas (moléculas) que constituem um corpo
Calor sensível 
x 
Calor latente
Calor sensível 
Energia dos movimentos das moléculas
É a quantidade de calor que o corpo recebeu
Quando o calor é utilizado pela substância apenas para variar sua temperatura, sem alterar seu estado físico.
Aquecimento da água numa panela antes da fervura. 
Medido pelo termômetro 
Calor latente 
Energia da disposição e separação das moléculas; é a quantidade de calor que é perdido ou absorvido em uma substância de modo a mudar seu estado físico 
Fornecimento de calor à água fervente.
Não pode ser medido pelo termômetro
Temperatura é a medida da intensidade de calor contida numa substância 
Não mede a energia calorífica que foi necessária para mudança de estado físico de uma substância
Não mede o calor latente, só o calor sensível
O termo calor é empregado no sentido de indicar a energia transferida. 
Calor  indicado pela letra Q
Unidade de calor no SI  joule (J) 
Homenagem ao físico inglês James Prescott Joule. 
Unidade mais utilizada  caloria (cal)
Uma caloria (cal) é a quantidade de calor que 1 g água pura deve receber, sob pressão normal, para que sua temperatura seja elevada de 14,5oC para 15,5oC ou seja, em 1oC 
Relação entre caloria (cal) e joule (J):
1 cal = 4,186 J
É comum encontrarmos um múltiplo da caloria
Quilocaloria (kcal) 
1 kcal = 103 cal = 1.000 cal
Nas embalagens alimentícias, encontramos a equivalência energética de uma porção, expressa em Kcal (quilocaloria) ou Cal (caloria alimentar), que são equivalentes
1 Cal = 1 kcal