Transferência de Calor Definida

Transferência de Calor é o processo de transferência de calor do reservatório de alta temperatura para o reservatório de baixa temperatura. Em termos do sistema termodinâmico, transferência de calor é o movimento de calor através do limite do sistema devido à diferença de temperatura entre o sistema e o ambiente. A transferência de calor também pode ocorrer dentro do sistema, devido à diferença de temperatura em vários pontos dentro do sistema. A diferença de temperatura é considerada como ‘potencial’ que causa o fluxo de calor e o próprio calor é chamado fluxo.

Modos de transferência de calor

Existem três modos de transferência de calor entre os dois corpos: condução, convecção e radiação. Estes têm sido descritos abaixo:

Condução: A transferência de calor entre dois corpos sólidos é chamada como condução. Depende da diferença de temperatura do corpo quente e frio. Exemplo de transferência de calor de condução são dois corpos a diferentes temperaturas mantidos em contato um com o outro. Outro exemplo é o aquecimento de uma extremidade do metal como o cobre; devido à transferência de calor por condução, a outra extremidade do metal também é aquecida.

Convecção: A transferência de calor entre a superfície sólida e o líquido é chamada de transferência de calor por convecção. Consideremos um vaso de água sendo aquecido, neste caso o aquecimento da água devido à transferência de calor do vaso é transferência de calor por convecção.

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Radiação: Quando dois corpos estão a temperaturas diferentes e separados por distância, a transferência de calor entre eles é chamada de transferência de calor de radiação. No caso da condução e transferência de calor por convecção existe um meio para transferir o calor, mas no caso da transferência de calor por radiação não existe nenhum meio. A transferência de calor de radiação ocorre devido às ondas eletromagnéticas que existem na atmosfera. Um dos exemplos mais importantes de transferência de calor de radiação é o calor do sol que vem sobre a terra.

Transferência de calor conforme a Segunda Lei de Termodinâmica

Como conforme a Segunda Lei de Termodinâmica a transferência de calor ocorre do corpo de alta temperatura para o corpo de baixa temperatura. Não haverá transferência espontânea de calor do corpo a baixa temperatura para o corpo a alta temperatura. Para a transferência de calor do corpo a baixa temperatura para o corpo a alta temperatura, o trabalho externo tem de ser feito.

O calor ganho pelo sistema ou corpo é considerado positivo e o calor perdido pelo sistema é considerado negativo para os cálculos matemáticos. Isto implica que o calor que flui para o sistema é positivo e o calor que sai do sistema é negativo. A quantidade de transferência de calor é indicada pelo símbolo Q.

O processo no qual não há transferência de calor entre o sistema e o entorno é chamado de processo adiabático. A parede ou limite que não permite o fluxo de calor entre o sistema e o entorno é chamada de parede adiabática e a parede que permite o fluxo de calor entre o sistema e o entorno é chamada de parede diatérmica.

No sistema MKS a unidade de transferência de calor é cal e no sistema SI é Joule. A taxa de transferência de calor é dada em KW.

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