Este documento descreve uma aula de reforço sobre calorimetria, fluxo térmico e a Lei de Fourier. A aula aborda o conceito de fluxo térmico e regime estacionário, e introduz a Lei de Fourier, que relaciona o fluxo térmico à diferença de temperatura e às propriedades do material. Exercícios são propostos para exemplificar esses conceitos.

1. PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA – PIBID 2011
ESCOLA ESTADUAL JOSÉ BEZERRA CAVALCANTI
Alunos (as) Bolsistas Professor Supervisor
Nelson Cosme de Almeida
Daiana Pereira
Fernanda Katiusca dos Santos
AULA DE REFORÇO – 05
CALORIMETRIA-FLUXO TÉRMICO, REGIME ESTACIONÁRIO
E LEI DE FOURIER
Fluxo Térmico- Seja Q a quantidade de calor que passa por uma superfície S num intervalo
de tempo ∆tdefinimos fluxo de calor (ɸ ) como sendo o quociente entre Qe∆t:
A unidade de fluxo de calor no SI é o watt(W), isto é joule por segundo J/s. No entanto é
muito usada a unidade de caloria por segundo cal/s.
Regime estacionário- O regime de condução de calor através de um condutor é dito
estacionário quando o fluxo térmico não apresenta variação com o tempo. Em cada um dos
pontos do condutor a temperatura permanece constante, apesar de está ocorrendo uma
corrente de calor.
Lei de Fourier- Experimentalmente , verifica-se que o fluxo térmico ( é diretamente
proporcional á diferença de temperatura (θ1 –θ2) entre os extremos do cilindro e á área de
secção transversal (A), mas é inversamente proporcional ao comprimento (L) do cilindro. Essa
propriedade é conhecida como lei de Fourier e se escreve:

2. EXERCÍCIOS
1. Uma barra de alumíniode comprimento de L=1m tem uma de suas extremidades em
contato térmico com o gelo fundentee a outra com o vapor d’água a 100°C, como
mostra a figura. A barra está em volta em amianto para evitar percas de calor. Sabendo-
se que área de secção A= 20 cm e que o coeficiente de condutividade térmica é de
K=0,50 cal/s.cm°C. Dados:
Lf=80 cal/g; Lv= 540 cal/g.
Determine:
Vapor
á 0°C
a) O fluxo de calor através da barra.
b) A massa de gelo que se funde em 8000s.
c) A massa de vapor que se condensa em 8000s.
2. Observe a tabela de condutividade térmica abaixo;
Material K (W/m. K)
Alumínio 205,0
Isopor 0, 010
Fiberglass 0, 040
Madeira 0,10
Você vai revestir uma caixa de papelão contendo uma dúzia de latas de cerveja
geladinha para o piquenique. Qual o material mais próprio? Justifique.
3. Uma chapa de cobre de 2,0 cm de espessura 1,0 m de área tem suas faces mantidas a
100°C e 20°C. Sabendo-se que o coeficiente de condutividade térmica do cobre é de
320cal/s.cm°C. Determine:
a) O fluxo de calor que atravessa a chapa de cobre;
b) A Quantidade de calor que atravessa a chapa em 30s.
4. Para melhorar o isolamento térmico de uma sala, deve-se:
a) Aumentar a área externa das paredes.

3. b) Utilizar um material de maior coeficiente de condutividade térmica.
c) Dotar o ambiente de grandes áreas envidraçadas
d) Aumentar a espessura das paredes.
e) Pintar as paredes externas com cores escuras.
Gabarito:
1.a) 10cal/s b)1000g c)148g