Transferência de Energia

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1 APLICAÇÃO DO FRIO NA CADEIA ALIMENTAR CTeSP em GASTRONOMIA, TURISMO E BEM-ESTAR Definição é a passagem/transmissão de energia, na forma de calor, de um ponto para outro. A transferência de calor efectua-se por três modos diferentes: condução, convecção e radiação. 1

2 CONDUÇÃO É o processo de transmissão de calor pelo qual a energia passa de molécula para molécula sem que elas sejam deslocadas. Lei de Fourier k t condutividade térmica [W/(m.ºC)] CONDUÇÃO 2

3 CONDUÇÃO (Exercício) Um fio de cobre, com 35cm de comprimento e uma secção de 2,5mm2, é aquecido num extremidade. Sabendo que a temperatura no inicio do fio é de 78ºC e no final é de 63ºC, qual a taxa de condução de calor deste fio? (considerar condutividade térmica do cobre de 372W/m.ºC) Lei de Fourier kt condutividade térmica [W/(m.ºC)] CONDUÇÃO (Exercício) Uma parede exterior de uma casa, feita em madeira, tem 7m de largura, 2,6m de altura e uma espessura de 120mm. Considerando que a temperatura ambiente dentro de casa é de 22ºC e que a temperatura ambiente exterior é de -2ºC, qual a taxa de condução de calor desta parede de madeira? (condutividade térmica da madeira: 0,14W/m.ºC) Lei de Fourier 3

4 CONVECÇÃO É o processo de transmissão do calor, de um corpo sólido para um líquido ou para um gás, por efeito das camadas aquecidas que se chamam correntes de convecção. - pode existir Convecção Natural e Convecção Forçada. Lei de Newton h coeficiente de convecção térmica [W/(m2.ºC)] CONVECÇÃO 4

5 CONVECÇÃO Exercício: Uma placa eléctrica de 1500W, e com uma área de 0,35m 2, está ligada dentro de uma sala onde a temperatura ambiente é de 17ºC. Considerando que a temperatura à superfície dessa placa é de 152ºC, determinar qual o coeficiente de transferência de calor por convecção. Lei de Newton RADIAÇÃO É o processo de transmissão pelo qual a energia não precisa de um meio material para se propagar. Lei de Stefan-Boltzmann - constante de Stefan-Boltzmann = 5,670x10-8 [W/m 2.K 4 )] - emissividade da superfície 5

6 RADIAÇÃO RADIAÇÃO Exercício: Determinar a taxa de radiação de energia de uma estrada de alcatrão, com 15m de comprimento e 4m de largura, considerando a sua superfície com um temperatura de 317K. (considerar o alcatrão com emissividade de 0,87) Lei de Stefan-Boltzmann - constante de Stefan-Boltzmann=5,670x10-8 [W/m2.K4)] - emissividade da superfície 6

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8 Balanço de Energia A variação da energia total de um sistema durante um processo é igual à diferença entre a energia total que entra e a energia total que sai do sistema durante esse processo. Balanço de Energia EXERCICIO Numa estufa são introduzidos 15kJ de energia térmica para o processo de secagem de frutas. Sabendo que a estufa tem perdas totais de 3kJ, qual a energia térmica utilizada no processo? 8

9 Balanço de Energia EXERCICIO Para o processo completo de secagem de figos é necessário dispor de uma energia constante de 47,5kJ no interior da estufa. a) Sabendo que a fonte de calor está a injectar na estufa uma energia térmica continua de 0,015kWh, qual o valor das perdas térmicas da estufa. b) Devido à degradação dos materiais construtivos da estufa, as perdas energéticas aumentaram para 1,955kcal. Calcular a quantidade de energia térmica a introduzir na estufa de forma a garantir o processo completo de secagem dos figos. 9