AlfaconnectionBy Lucien Silvano Alhanati
Alfaconnection
By Lucien Silvano Alhanati
Física
Calor CAL
Ebook >>> Estudo do Calor
Propagação do calor CAL06
Irradiação CAL0603
Quando o calor se propaga por irradiação ? CAL060301
| Quando o calor passa da região quente para a região fria sem a participação do meio material entre as duas regiões. |
O que é a energia radiante ? CAL060302
| É a energia que se propaga por irradiação. |
Qual é a natureza da energia radiante ? CAL060303
| A energia radiante tem um comportamento duplo. Para alguns fenômenos ela se comporta como onda eletromagnética e para outros como corpúsculos de energia vibrante. |
Quais são as energias radiantes conhecidas ? CAL060304
| As energias radiantes conhecidas em ordem
crescente de freqüência são:
Ondas de rádio --- ondas longas |
O que é fluxo de energia radiante ? CAL060305
| Fluxo de energia radiante é a razão entre a energia
radiante e o tempo >>> F = W / t. O fluxo F de energia radiante é portanto uma grandeza dimensionalmente igual à potência. A unidade de fluxo de energia no Sistema Internacional é 1 watt = 1W. Exemplificando, quando afirmamos que o fluxo de energia radiante emitido por uma superfície é de 200W, queremos informar que que esta superfície emite 200J de energia radiante em cada segundo. |
O que é fator de reflexão ? CAL060306
| Fator de reflexão r
de uma superfície é a razão entre o fluxo refletido Fr
e o fluxo incidente F.
r = Fr / F
|
O que é refletor perfeito ? CAL060307
| É a superfície capaz de refletir todo o fluxo incidente, isto é, uma superfície onde o fator de reflexão é igual a 1 >>> r = 1 |
O que é fator de absorção ? CAL060308
| Fator de absorção a
de um corpo é a razão entre o fluxo absorvido Fa
e o fluxo incidente F.
a = Fa / F
|
O que é corpo negro ? CAL060309
| É o corpo capaz de absorver todo o fluxo incidente, isto é, uma superfície onde o fator de absorção é igual a 1 >>> a = 1 |
O que é fator de transmissão ? CAL060310
| Fator de transmissão t
de um corpo é a razão entre o fluxo transmitido Ft
e o fluxo incidente F. Entendemos por fluxo transmitido o fluxo que atravessa o corpo. t = Ft / F
|
O que é corpo diatérmico ? CAL060311
| É o corpo capaz de transmitir todo o fluxo incidente, isto é, um corpo cujo o fator de transmissão é igual a 1 >>> t = 1 |
O que é corpo atérmico ou opaco ? CAL060312
| É o corpo que não é atravessado pela energia radiante, isto é, um corpo cujo fator de transmissão é igual a zero >>> t = 0 |
Qual é a relação entre os fatores de reflexão, absorção e transmissão ? CAL060313
| O fluxo incidente é dividido em três partes, uma
primeira é refletida, a segundo é absorvida e a terceira é
transmitida, então
Fr
+ Fa
+ Ft = F r + a + t = 1
|
Os fatores de reflexão, absorção e transmissão dependem da freqüência da radiação ? CAL060314
| Sim. O vidro, por exemplo, é atérmico ou opaco para freqüências baixas, na faixa do infra vermelho e diatérmico ou transparente para freqüências na faixa visível, isto é, para a luz. O vidro usado para proteger a vista de raios ultravioleta recebe um tratamento especial de modo a torna-lo opaco para freqüências elevadas como as dos raios ultravioletas e transparente para a luz. |
O que é radiância de uma superfície ? CAL060315
| A radiância R de uma superfície emissora é a razão
entre o fluxo emitido F pela superfície e a
sua área A. >>> R =
F / A
A unidade de radiância no Sistema Internacional é 1
W / m2 |
Qual é a relação entre a radiância de uma superfície e a sua temperatura (Lei de Stefan-Boltzmann) ? CAL060316
| "A radiância de um corpo é
proporcional à quarta potência de de sua temperatura absoluta" No caso do corpo negro a radiância é >>> RCN = s
T4
No caso de uma corpo não negro a radiância é >>> R = e s
T4 |
Qual é o valor da constante da Lei de Stefan-Boltzmann ? CAL060317
|
s = 5,7 . 10 - 8 W / m2.K4 |
O que é fator de emissão ? CAL060318
| Fator de emissão de uma superfície é a razão entre a
radiância de uma superfície e a radiância do corpo negro à mesma
temperatura.
e = R / RCN
Quando afirmamos que o fator de emissão de uma superfície é 0,8
queremos informar que a sua radiância é 80% ou 0,8 da radiância do
corpo negro à mesma temperatura. eCN = 1 |
Qual é a relação entre o fator de emissão e o de absorção ? CAL060319
|
Os fatores de absorção e emissão de um corpo são iguais a = e Esta relação significa que todo corpo que absorve bem
a energia radiante também emite bem esta energia. Considere um corpo negro em equilíbrio térmico com o ambiente em que se encontra. Se a sua temperatura não se altera o fluxo absorvido Fa é igual ao fluxo emitido Fe .
Como no corpo negro o fluxo absorvido é igual ao fluxo incidente F,
concluímos que o fluxo incidente é igual ao fluxo emitido.
Se a sua temperatura não se altera o fluxo absorvido Fa
é igual ao fluxo emitido Fe
. Fe = A.R >>> Fe = A.e.RCN (3) Substituindo os valores de (3) e (1) na igualdade (2) teremos >>> a.A.RCN = A.e.RCN a = e |
Quais são as características de uma superfície isolante térmica para o calor irradiado ? CAL060320
| A superfície isolante térmica para o calor irradiado
deve ser ótima refletora. Desta forma irá absorver mau e emitir
mau.
Em condições ideais r
= 1 >>> a = 0 e
e = 0 |
Quais são as características de uma superfície trocadora de calor irradiado ? CAL060321
| A superfície trocadora de calor irradiado deverá ser
ótima emissora de calor e portanto ótima absorvente de calor.
Em condições ideais ela deverá ser o corpo negro a
= 1 e e = 1 |
Como pode ser materializado o corpo negro ? CAL060322
| A superfície que mais se aproxima do corpo negro é a
superfície recoberta de fuligem, também denominada de negro de fumo. O
seu fator de emissão é 0,94. O corpo que mais se aproxima do corpo negro teórico é constituído por um pequeno orifício que se comunica com uma cavidade revestida com negro de fumo, como mostra a figura.
O fluxo que penetra no orifício, e provavelmente só sairá de volta pela
orifício após muitas reflexões. Em cada reflexão no negro de fumo
há uma absorção de 94% da energia incidente, conseqüentemente após
várias reflexões a energia absorvida corresponde praticamente ao total
da energia incidente. |
Como devem ser as roupas usadas em regiões muito frias ? CAL060323
| Relativamente ao calor irradiado, devem ter
características que se aproximam do refletor perfeito de modo a impedir
o calor de entrar e de sair através da roupa. As roupas devem ser claras, brancas de preferência e de superfície lisa. Relativamente ao calor trocado por condução, as roupas devem ser de material mau condutor de calor, como tecidos acolchoados. O ar sendo mau condutor de calor torna estes tecidos bons isolantes térmicos. |
Como funciona uma estufa ? CAL060324
| A estufa se baseia no fato de que o vidro e alguns
plásticos são opacos para as radiações de baixa freqüência como o
calor irradiado ou infravermelho e transparentes para as radiações de
freqüência mais alta como a luz.
A energia irradiada proveniente do Sol incide sobre o revestimento da
estufa com as características acima. O calor é barrado e a luz penetra
na estufa. A energia radiante luminosa ao ser absorvida aquece o
interior da estufa. |
O que é o efeito estufa ? CAL060325
| Sabemos que o vapor de água e o CO2 são
transparentes para a luz e opacos para o calor. A energia radiante proveniente do Sol é filtrada pelo ar atmosférico contendo vapor de água e CO2, deixando passar apenas as energias de maior freqüência que aquecem o solo. O solo aquecido, as indústrias e os veículos irradiam calor que é barrado pelo ar atmosférico úmido e carregado de CO2. O acúmulo de calor aumenta a temperatura próximo ao solo acarretando variações climáticas.
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Como funciona um coletor de energia solar para aquecimento de água ? CAL060326
| Os coletores de energia solar para aquecimento da água
são constituídos por uma caixa cuja tampa é de material transparente
para a luz e opaco para o calor. O fundo da caixa é pintado de preto
para absorver a energia radiante. Sobre o fundo existem
tubulações por onde circula a água a ser aquecida. O funcionamento
dos coletores esta baseado nos mesmos princípios da estufa.
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