O documento discute os três principais mecanismos de transmissão de calor: condução, convecção e radiação. A condução ocorre através do contato direto entre partículas, a convecção envolve o movimento de fluidos, e a radiação se refere à transmissão por ondas eletromagnéticas.

1. Prof(a): Fabiana de Sousa Santos Gonçalves
Escola Estadual Constantino Fernandes
2013

2. 2
Até ~1850, os campos da termodinâmica e da
mecânica eram considerados dois ramos
distintos da Ciência
Experimentos realizados em meados do século
XIX pelo físico inglês James Joule e outros
cientistas, demonstraram que a energia pode
entrar num sistema (ou abandoná-lo), através
do calor e do trabalho
Hoje a energia interna é tratada como uma
forma de energia que pode ser transformada
em energia mecânica e vice-versa

3. A energia interna, U é a energia associada aos
componentes microscópicos de um sistema –
átomos e moléculas
As partículas no modelo de gás ideal são pontuais.
Para estas partículas a U está associada somente
a energia cinética traslacional total dos átomos –
depende da temperatura
Calor, Q é um mecanismo pelo qual a energia é
transferida entre um sistema e seu ambiente por
causa da diferença de temperatura entre eles.
Um sistema não tem calor assim como não tem
trabalho

4. Transmissão de
calor

5. Denomina-se transmissão de calor à
passagem da energia térmica de um local
para outro. Essa transmissão pode
ocorrer de três formas diferentes: por
condução, por convecção e por radiação.

6. Em certas situações, mesmo não havendo o contato físico
entre os corpos, é possível sentir que algo está mais quente.
Concluímos que de alguma forma o calor emana desses
corpos "mais quentes" podendo se propagar de diversas
maneiras.
Este trânsito de energia térmica pode acontecer pelas
seguintes maneiras:
• Condução;
• Convecção;
• Irradiação.

7. A energia térmita passa de um local para o
outro através das partículas do meio que os
separa. Na condução, a passagem da energia
térmica de uma região para outra se faz da
seguinte maneira: na região de maior
temperatura, as partículas estão mais
energizadas, vibrando com maior intensidade;
assim, estas partículas transmitem energia
para as partículas vizinhas, menos energizadas,
que passa a vibrar com intensidade maior;
estas, por sua vez, transmitem energia térmica
para as seguintes, e assim sucessivamente.

8. Notemos que, se não existissem as partículas
constituintes do meio, não haveria a condução
de calor. Portanto:
A condução de calor é um processo que exige a
presença de um meio material para a sua
realização, não podendo ocorrer no vácuo (local
isento de partículas).

9. Os líquidos e os gases não são bons
condutores de calor. No entanto, eles
podem transmitir calor de modo
significativo por um processo a
CONVICÇAO. Este processo consiste
na movimentação de partes do fluido
dentro do próprio fluido.

10. Exemplo:
Uma vasilha contendo água a
uma temperatura inicial
superior a 40C. Sabemos que,
acima de 4C, a água se
expande ao ser aquecida.
Coloquemos então essa
vasilha sobre uma chama.

11. A parte de baixo da água, ao ser
aquecida, sofrerá expansão, terá
sua densidade diminuida e, assim
de acordo com o principio de
Arquimedes, subirá. Aparte
superior, mais fria e mais densa,
descerá.Formam-se então as
correntes de convecção, uma
ascendente e outra descendente.

12. É o processo de transmissão de calor por meio
de ondas eletromagnéticas (ondas de calor). A
energia emitida por um corpo (energia
radiante) propaga-se até o outro, através do
espaço que os separa.
Sendo uma transmissão de calor feita por
ondas eletromagnéticas, a radiação não exige a
presença do meio material para ocorrer, isto é,
a radiação ocorre no vácuo e também em meios
materiais. Porém, não são todos os meios
materiais que permitem a propagação das
ondas de calor através deles.

13. Classificamos os meios materiais em:
— Diatérmicos: São os meios que permitem a
propagação das ondas de calor através deles
(são os meios transparentes às ondas de calor).
Ex.: ar atmosférico.
— Atérmicos: São os meios que não permitem
a propagação das ondas de calor através deles
(são os meios opacos às ondas de calor).

14. No estudo da Eletricidade veremos
que as partículas que possuem carga
elétrica(como,por exemplo, os
elétrons) ao oscilarem produzem
“algo” não material que se propaga
pelo espaço e é chamado onda
eletromagnética (ou radiação
eletromagnética).

15. As características das ondas
eletromagnéticas variam da acordo
com a frequência de oscilação das
cargas elétricas.Algumas ondas são
visíveis, como a luz; outras são
invisíveis, como as ondas de rádio
os raios X, as ondas que vão do
controle remoto para a TV e as
ondas dos fornos da microondas.

16. Todos os corpos emitem ondas
eletromagnéticas cujas
características e intensidades
dependem do grau de aquecimento do
corpo.Isso é chamado de irradiação.
Quando um conjunto de ondas
eletromagnéticas incide em um corpo
uma parte delas pode ser refletida,
outra pode ser transmitida e outra,

17. Se pusermos a mão ao lado de um
ferro elétrico ligado, nossa mão
se aquecerá. Como o ar é mau
condutor e o ar aquecido deve
subir, o calor que recebemos veio
principalmente por irradiação, e
não por condução ou por
convecção.

18. Ainda, pode absorvida,
transformando-se em novas
formas de energia, como, por
exemplo, a energia térmica. È
desse modo que recebemos o calor
do Sol. È assim, também, que
recebemos o calor de um ferro
elétrico ou de uma lâmpada
incandescente.

19. Entre as ondas eletromagnéticas,
as que são mais facilmente
absorvidas, transformando-se em
energia térmica, são as ondas de
infravermelho, assim chamadas
pelo fato de terem frequência um
pouco abaixo da luz vermelha (e
serem invisíveis).

20. Exemplo de irradiação:
A Terra é aquecida pela energia proveniente
do Sol. O processo de transferência dessa
energia não é a condução nem a convecção, uma
vez que entre a Terra e o Sol existe o vácuo.
A energia é transportada por ondas
electromagnéticas que não precisam de qualquer
meio material para se propagarem. Essas ondas
electromagnéticas constituem a radiação.
As ondas electromagnéticas que chegam à Terra
são absorvidas pela sua superfície aquecendo-a

23. Os processos irreversíveis são aqueles que só
podem ser executados em um sentido, sem que
haja a possibilidade da manutenção do
processo ao primeiro estado. Imagine um ovo
de uma ave. Imagine você faminto, querendo
preparar um pequeno omelete com apenas um
ovo.
Agora imagine você deixando
esse ovo se espatifar no
chão... Que azar hein... Esse é
o um tipo de evento que
representa um processo
irreversível: a partir do ovo
espatifado você não pode tê-lo
novamente no estado "inteiro".

24. Outro exemplo seria pensar em termos de
conservação de energia. Veja um automóvel
que vem em alta velocidade onde o motorista
aciona bruscamente o sistema de freios. O
resultado é o carro "queimando" os quatro
pneus no asfalto. Os pneus "queimam" porque
o atrito é tão grande entre os pneus do
automóvel e o asfalto que a temperatura
aumenta a valores bastante altos, ocasionando
a fusão e leve combustão da borracha.

25. A figura ao lado nos mostra uma pedra em
queda livre. Ao jogarmos essa pedra para
cima, ela adquire energia que logo se
transforma em energia cinética (quando
cai). Ao chegar ao solo, provavelmente
ouviremos um barulho. A energia cinética
que a pedra possuía se dissipou em outras
formas de energia, sendo a principal
delas calor. Dessa forma, podemos dizer
que a pedra atingiu um estado final de
equilíbrio. Ao observarmos novamente a
pedra, podemos dizer que
espontaneamente ela não retornará à sua
posição inicial. Só voltará às posições
anteriores mediante interferências e
modificações do meio externo.

26. Então, podemos afirmar que a pedra realizou
um processo irreversível. Sendo assim,
podemos definir os dois processos, irreversível
e reversível, da seguinte maneira:
- PROCESSO IRREVERSÍVEL é aquele em que
um sistema, uma vez atingido o estado final de
equilíbrio, não retorna ao estado inicial ou a
quaisquer estados intermediários sem a ação
de agentes externos.
- PROCESSO REVERSÍVEL é aquele que pode
ocorrer em ambos os sentidos, passando por
todas as etapas intermediárias, sem que isso
cause modificações definitivas ao meio
externo.

27. Transformações reversíveis são
aquelas que ocorrem nos dois
sentidos, podendo voltar ao seu
estado inicial. Isso ocorre geralmente
em transformações mecânicas sem
atrito. No caso de haver atrito, o
corpo sofre perda de energia e,
portanto, não poderia voltar à posição
inicial.

28. Processos reversíveis são aqueles que,
teoricamente, são completamente reversíveis,
podendo realizar a trajetória inversa do processo.
Tomemos como exemplo um copo de água no estado
líquido. Colocamos esse copo com água no interior de
um refrigerador de baixa temperatura de modo que
esta seja suficientemente baixa para ocasionar a
mudança de estado para o sólido. Pois
bem se, depois de transcorrido
determinado tempo, retirarmos esse
copo com água congelada e deixarmos a
uma temperatura ambiente de 20oC, a
água vai receber energia térmica do meio
ambiente e tornará a ficar líquida. Esse é
um exemplo bastante prático de um
processo reversível.

29. Uma forma bastante útil de se verificar a
consistência de um processo em termos de
reversibilidade é pensar na conservação de
energia do sistema. Quando a energia do sistema
se conserva, o processo será reversível: imagine
uma bola de basquete lançada verticalmente para
cima. Enquanto ela está subindo, ela diminui sua
velocidade, diminuindo sua energia cinética e
acumula energia potencial. Supondo que não haja
atrito com o ar, a bola ao cair, retoma energia
cinética e perde energia potencial ocasionando um
acréscimo na sua velocidade. Isso acontece até
que ela retorne ao ponto de partida com a mesma
velocidade inicial.

30. • Em recipiente fechado, fundir o gelo e
posteriormente voltar a congelá-lo.
• Em ambiente fechado, evaporar a água e
voltar a condensá-la.
• Estirar, por compressão ou estiramento, uma
mola numa pequena variação de comprimento
(logo recupera-se a forma original da mola).
• Deformar, por compressão ou estiramento,
um objeto de borracha ou outro
elastômero numa pequena variação de
comprimento e durante tempo curto (logo
recupera-se a forma original do objeto)

31. Atualmente, a procura de energia assenta fundamentalmente nas
fontes de energia não renováveis, as quais têm tecnologia
difundida, mas possuem um elevado impacto ambiental.
Importa inverter esta tendência, tornando o seu consumo mais
eficiente e substituindo-o gradualmente por energias renováveis
limpas. Exemplos de Fontes de Energias não Renováveis:
Energia Do Carvão;
Energia do Petróleo;
Energia do Gás Natural;
Energia do Urânio.
Mas antes de se transformar em calor, frio, movimento ou luz, a
energia sofre um percurso mais ou menos longo de
transformação, durante o qual uma parte é desperdiçada e a
outra, que chega ao consumidor, nem sempre é devidamente
aproveitada.

32. Fontes de energia inesgotáveis ou que podem ser
repostas a curto ou médio prazo, espontaneamente ou
por intervenção humana.
Estas fontes encontram-se já em difusão em todo o
mundo e a sua importância tem vindo a aumentar ao
longo dos anos representando uma parte considerável
da produção de energia mundial.
Exemplos de Fontes de Energias Renováveis:
Energia Hídrica;
Energia Eólica;
Energia Solar;
Energia Geotérmica;
Energia das Ondas e Marés;
Energia da Biomassa.

33. - energia cinética das massas de água dos rios, que
fluem
de altitudes elevadas para os mares e oceanos graças
a força gravitacional. Este fluxo é alimentado em
ciclo reverso graças a evaporação da água,

34. elevação e transporte do vapor em forma de
nuvens, naturalmente realizados pela radiação
solar e pelos ventos. A fase se completa com a
precipitação das chuvas nos locais de maior
altitude. Sua utilização é bastante antiga e uma
das formas mais primitiva é o monjolo e a roda
dágua. A hidroenergia também pode ser vista
como forma de energia potencial; volume de água
armazenada nas barragens rio acima. As grandes
hidrelétricas se valem das barragens para
compensar as variações sazonais do fluxo dos rios
e, através do controle por comportas, permitir
modulação da potência instantânea gerada nas
turbinas.

35. É uma energia obtida a partir da energia potencial de
uma massa de água . A forma na qual ela se manifesta
na natureza é nos fluxos de água, como rios e lagos e
pode ser aproveitada por meio de um desnível ou
queda d’água. Pode ser convertida na forma de
energia mecânica através de turbinas hidráulicas ou
moinhos de água.

36. As turbinas por sua vez podem ser usadas
como acionamento de um equipamento
industrial, como um compressor, ou de um
gerador elétrico, com a finalidade de prover
energia elétrica para uma rede de energia.
A energia produzida pode alimentar uma
povoação, um complexo industrial, agrícola ou a
rede nacional de distribuição de energia
elétrica.
É uma energia renovável com custo
acessível a países subdesenvolvidos e
desenvolvidos.

37. Energia Eólica - energia cinética das massas
de ar provocadas pelo aquecimento desigual na
superfície do planeta. Além da radiação solar
também têm participação na sua formação
fenômenos geofísicos como: rotação da terra,
marés atmosféricas e outros.
Os cata-ventos e embarcações a vela são
formas bastante antigas de seu
aproveitamento. Os aerogeradores modernos
de tecnologia recente têm se firmado como
uma forte alternativa na composição da matriz
energética de diversos países.

38. É aquela gerada pelo vento.
Durante muitos anos o vento era usado para
deslocar os barcos a vela ou nos moinhos de
vento para bombear a água dos
poços. Atualmente, as turbinas de vento são
usadas para produzir energia elétrica. O
vento gira as lâminas largas da turbina que
acionam os geradores produzindo
eletricidade.
É atraente por não causar danos ambientais
e ter custo de produção baixo em relação a
outras fontes alternativas de energia.

39. energia da radiação
solar direta, que pode
ser aproveitada de
diversas formas através
de diversos tipos de
conversão, permitindo
seu uso em aplicações
térmicas em geral,
obtenção de força
motriz diversa,
obtenção de
eletricidade e de
energia química.

40. É derivada de uma fonte inexaurível: o Sol. Os
painéis solares têm células fotoelétricas que
modificam a energia proveniente dos raios solares
em energia elétrica. Tem a vantagem de não
produzir danos ao meio ambiente.
A luz do sol sempre foi uma fonte de energia
para as plantas, animais e pessoas. O calor do sol
pode ser usado para aquecer água contida em
tubagem própria nos nossos telhados e também
pode ser utilizado para secar nossas roupas. A luz
e calor solares também podem ser concentrados e
focados em sistemas elétricos solares que
produzem eletricidade e energia elétrica.

41. A energia solar é uma fonte de energia renovável e
existe em abundância, porem ainda não é viável
economicamente, pois para transformar energia solar
em elétrica depende de uma unidade chamada de
célula fotovoltaica e o custo de produção dos painéis
ainda é alto devido a pouca disponibilidade de
materiais semicondutores.
A energia solar permite aos proprietários de
habitações, produzir a sua própria eletricidade em
suas casas (microgeração). Os kits de instalação solar
fotovoltaica doméstica incluem a ligação à rede
pública existente, sendo compostos por vários vários
painéis fotovoltaicos , um inversor e um disjuntor de
proteção.

42. A montagem pode ser efetuada no telhado da
residência ou no próprio terreno. O processo
da conversão da energia solar é simples, é
feita a conversão da luz solar diretamente em
corrente contínua. Utilizando um dispositivo
conhecido como um inversor, de alimentação
DC é então convertida em corrente alterna CA,
que pode ser usada para consumo próprio ou
para venda à rede.

44. É aquela gerada através do calor oriundo do
interior da Terra. Esse calor é
transformado, na usina geotérmica, em
eletricidade. Pode ser obtida através das
rochas secas quentes, rochas úmidas
quentes e vapor quente. A energia
geotérmica pode ser utilizada como uma
eficiente fonte de calor em pequenas
aplicações de utilização final, tais como as
estufas, mas os consumidores têm de estar
localizados perto da fonte de calor.

45. É uma das mais benignas fontes de energia. Produz
energia independente de variações como chuvas,
níveis de rios, etc., porém é uma energia muito
cara e pouco rentável, pois pode causar
deterioração ao ambiente, ainda que a reinjeção
de água seja feita.

46. É a energia das ondas e das marés, utilizada em
algumas centrais para a produção de energia
elétrica. A energia das marés é uma energia que nos
pode ser bastante útil, podendo ser utilizada para
iluminar casa e hospitais, por exemplo.
em que o ar é impelido através
duma turbina eólica para gerar
eletricidade. Quando uma onda
recua o ar é expelido para fora
da câmara e a turbina é impelida
na direção contrária.
Algumas centrais utilizam o
movimento das ondas para
comprimir o ar numa câmara
fechada

47. O custo de produção marítima é relativamente
acessível, pois esta é um exemplo de energia
renovável.

48. A biomassa são restos e sobras de toda a espécie: árvores
mortas, ramos de árvores, restos de relva cortada, cascas de
árvores e serradura que sobram nas carpintarias, sobras de
colheitas, cascalho e pedras miúdas das habitações, produtos
de papel e outros objetos que deitamos fora.
A biomassa pode ser aproveitada para produzir eletricidade
reduzindo a necessidade de recorrer a outras fontes de
energia. Hoje em dia descobrem-se
novas formas de usá-la, por exemplo,
para produzir um álcool especial que
serve de combustível para os carros.
Outra maneira de usar a biomassa é
transformá-la em gases inflamáveis
cujo objetivo é a produção elétrica.
Portanto, seu custo é baixíssimo,
já que está é produzida com sobras
de todas as espécies.

49. - a energia química, produzida pelas plantas
na forma de hidratos de carbono através da fotossíntese
- processo que utiliza a radiação solar como fonte
energética - é distribuída e armazenada nos corpos dos
seres vivos graças a grande cadeia alimentar, onde a base
primária são os vegetais. Plantas, animais e seus derivados
são biomassa. Sua
utilização como
combustível pode ser
feita das suas formas
primárias ou derivados:
madeira bruta,
resíduos florestais,
excrementos animais,
carvão vegetal, álcool,
óleos animal ou vegetal,
gaseificação de madeira, biogás etc.

50. É a energia potencial das ligações químicas entre os
átomos. Sua liberação é percebida, por exemplo, numa
combustão.
A energia potencial química (dos alimentos) é quando
nós comemos e não usamos a energia, ou seja, ela está
armazenada (não está em uso). A energia química (dos
alimentos) é a energia que está em uso, sendo uma
parte transformada e a outra
sendo liberada para a natureza
em forma de calor. É essa
energia é que nos mantêm vivos.
O custo de produção da
energia química é nulo já que
sua produção é proveniente de
ligações entre átomos.

51. A energia térmica consiste na energia de oscilação das partículas atômicas.
Esta é devida, por exemplo, no caso dos cristais, à agitação dos átomos e
nos gases e líquidos ao movimento desordenado das moléculas e grupos de
moléculas pela rotação de moléculas e pela agitação térmica dos seus
átomos. É muito utilizados para funcionar os motores que movimentam os
automóveis, os aviões, os navios, os trens e vários outros veículos de
transporte e também gerar eletricidade; também é utilizada para
aquecimento, como nos fogões de cozinha, para aquecedores de ambiente e
de água, como também para funcionar motores e iluminar os lugares.
A construção de uma usina termoelétrica tem suas vantagens e
desvantagens, pois ocupam pequeno espaço,
podem ser construídas em áreas de mais
necessidade com baixo custo de
construção assim economizando no
transporte de energia e não alaga regiões
vizinhas (diferente das hidrelétricas). As
desvantagens é que a energia térmica
geralmente utiliza o gás natural e o carvão,
entre outros derivados, que são fontes não
renováveis de energia e muito caros.

52. É uma forma de energia fundamentada na origem de difernças de
potencial elétrico entre dois pontos, que admitem constituir uma
corrente elétrica entre ambos. É uma das formas de energia que o
homem mais utiliza na atualidade, graças a sua facilidade de
transporte, baixo índice de perda energética durante conversões.
É aquela que está presente na eletricidade. Um fio elétrico
conduz energia elétrica que poderá fazer girar o eixo de um motor.
Acender uma lâmpada, esquentar a água do chuveiro, ligar uma TV,
um computador, etc.
A eletricidade pode ser produzida em grandes quantidades a
partir de diversas fontes (calor, peso, movimento, química, luz). Os
estabelecimentos grandes como prédios
, lojas e mercados consomem mais
eletricidade, e necessitam de
transformadores individuais de 75 kva,
112,5 kva, 150 kva. Em alguns casos,
a tensão de fornecimento é 380/220
volts ou 440/254 volts.

53. Também chamada atômica, é obtida a partir da fissão do
núcleo do átomo de urânio enriquecido, liberando uma
grande quantidade de energia. A energia nuclear mantém
unida as partículas do núcleo de um átomo. A divisão desse
núcleo em duas partes provoca a liberação de grande
quantidade de energia.
A energia elétrica produzida a partir de energia
nuclear não é radioativa e é igual a energia produzida em
hidroelétricas, podendo ser utilizada para os mesmos fins.
Os custos de construção e
operação das usinas são muito
altos.

54. Energia nuclear consiste no uso controlado das
reações nucleares para a obtenção de energia para
realizar movimento, calor e geração de eletricidade.
Alguns isótopos de certos elementos apresentam a
capacidade de, através de reações nucleares,
emitirem energia durante o processo. Baseia-se no
princípio (demonstrado por Albert Einstein) que nas
reações nucleares ocorre uma transformação de
massa em energia. A reação nuclear é a modificação
da composição do núcleo atômico de um elemento,
podendo transformar-se em outro ou em outros
elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em
alguns elementos; em outros deve-se provocar a
reação mediante técnicas de bombardeamento de
nêutrons ou outras.