Quando você sente calor, você está essencialmente sentindo a transferência de energia térmica de algo quente para algo mais frio, seu corpo. Quando você sente algo frio, você está sentindo a transferência de energia térmica na outra direção: fora do seu corpo em algo mais frio. Este tipo de transferência de calor é chamado de condução. O outro tipo principal de transferência de calor que ocorre na Terra é entre fluidos e é conhecido como convecção.
Calculando Transferência de Calor por Condução
Comece inserindo as variáveis conhecidas na equação bastante simples usada para determinar a taxa de transferência de calor, q, entre dois meios por condução: q = (kA (Thot-Tcold)) /d. Por exemplo, se k = 50 watts /metro Celsius, A = 10 metros ^ 2, Thot = 100 graus Celsius, Tcold = 50 graus Celsius ed = 2 metros, então q = (50 * 10 (100-50)) /2.
Em seguida, subtraia as duas temperaturas para passar por essa parte da equação e obter a diferença de temperatura. Neste exemplo, o cálculo seria 100 graus Celsius - 50 graus Celsius = 50 graus Celsius, resultando na equação simplificada q = (50 * 10 (50)) /2.
Multiplique a condutividade térmica ea área de superfície. Portanto, agora a equação simplificada é q = (500 * 50) /2.
Multiplique o produto da condutividade térmica e da área de superfície que você encontrou na etapa anterior pela diferença de temperatura para obter q = 25.000 /2.
Por fim, divida o produto calculado na etapa anterior pela espessura para obter q = 12.500 W.
Calculando a transferência de calor por convecção
Comece inserindo as variáveis conhecidas em uma equação semelhante para calcular a transferência de calor por convecção: R = kA (Tsurface – Tfluid). Por exemplo, se k = 50 watts /metros Celsius, A = 10 metros ^ 2, Tsurface = 100 graus Celsius e Tfluid = 50 graus Celsius, então sua equação pode ser escrita como q = 50 * 10 (100–50).
Calcule a diferença de temperatura. Neste exemplo, o cálculo seria 100 graus Celsius - 50 graus Celsius = 50 graus Celsius, resultando em q = 50 * 10 (50).
Em seguida, multiplique a condutividade térmica pela área de superfície para obter q = 500 (50).
Por fim, multiplique este produto pela diferença de temperatura, deixando a taxa de transferência de energia expressa em watts. Neste exemplo, q = 25.000 W.
Dica
O outro método primário de transferência de calor é chamado de radiação, e é assim que o calor é transferido do sol para a Terra no vácuo do espaço . A equação para este tipo de transferência de calor é a área de radiação constante de q = emissivity_Stefan (temperatura do radiador ^ 4 – temperatura do ambiente ^ 4).
