Capítulo 1
12
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E
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0.
3
4
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- C
O
PY
R
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H
T - B
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1
1.6.2 - Calor
É uma forma de energia resultante da diferença de temperatura entre dois corpos ou sistemas, ou
seja, calor é a transmissão da energia térmica. Por si só o calor é sempre transferido de um material
com temperatura mais alta a outro com temperatura mais baixa.
Quando as temperaturas dos corpos forem idênticas, o fluxo de calor cessará, e com isto, teremos
o chamado equilíbrio térmico entre eles.
A medida da quantidade de calor trocada entre dois sistemas é, portanto, uma medida de energia.
O calor no Sistema Internacional de unidades (SI) é medido em joules ou J. Contudo três outras
unidades, a caloria, o quilogrâmetro e o BTU (Unidade Térmica Britânica) continuam sendo muito
utilizados, com as suas definições e conversões.
O joule é a quantidade de energia correspondente ao trabalho de uma
força de um newton aplicada à uma distância de um metro.
1 J = 1 N.m
A caloria é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de
um grama de água de 14,5
o
C para 15,5
o
C ao nível do mar.
1 cal = 4,18 J
1 kcal = 1000 cal
1 kcal = 0,001163 kWh
O quilogrâmetro é a quantidade de energia correspondente ao trabalho
de uma força de 1 kilograma-força aplicada à uma distância de 1 metro.
1 kgm = 1kgf.m
1 kgm = 9,807 J
1 kcal = 427 kgm
O BTU é a quantidade de calor necessária para elevar de 1
o
F a
temperatura de uma libra massa inglesa de água.
1 BTU = 0,252 kcal
Os processos pelos quais esta energia pode ser transferida, processos de transferência de calor
são: condução, convecção e radiação.
Condução: é a passagem da energia calor entre elementos de um sistema ou de sistemas em
contato, devido a um gradiente de temperatura, porém sem variação apreciável da posição
relativa dos elementos do sistema ou dos sistemas. Resumidamente, a condução é a forma de
transmissão de calor sem transporte de massa;
Convecção: é a passagem da energia calor com variação da posição relativa dos elementos de
um sistema. Assim, a convecção é a forma de transmissão de calor pela mistura de elementos
que possuem maior energia térmica com os de menor energia térmica. Esta mistura é a
causadora das chamadas correntes de convecção que aparecem no interior dos sistemas.
Resumidamente, a convecção é a forma de transmissão de calor com transporte de massa.
Quando este trabalho é ocasionado unicamente por uma diferença de temperatura, temos a
convecção natural. Quando ele ocorre com auxílio de meios externos, temos a convecção forçada;
Radiação: é a passagem da energia calor através de ondas eletromagnéticas. É a forma de
transmissão de calor com transporte de energia. Convém lembrar que a radiação eletromagnética
não é forma de energia calor em um sentido amplo, apesar de ser assim denominada em um
intervalo conveniente de freqüência. O efeito da radiação eletromagnética neste intervalo
somente aparece quando é cruzada a fronteira de um sistema material absorvente. Quando
isto ocorre há absorção de energia sendo esta energia a causa do aumento da energia interna
do sistema. A forma de energia calor é uma forma de energia desordenada, contrário da
radiação eletromagnética que é perfeitamente ordenada.