Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira
Departamento de Engenharia Mecânica
Área de Ciências Térmicas
Transferência de calor e massa II
Experimento 01
Medição de Temperaturas
Guilherme Luna Zacarias - RA: 212051806
Prof. Dr. Cassio Roberto Macedo Maia
04 de Abril de 2025
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Objetivos
Medir a temperatura de diferentes corpos em situações distintas e tecer algumas
considerações que justifiquem os resultados
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Metodologia
As medições foram realizadas com um intervalo de 15 minutos para cada registro de
temperatura. Esse critério foi adotado para minimizar o efeito da histerese térmica e permitir
que cada objeto atingisse um estado mais estável antes da medição.
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Etapa Experimental
As medições de temperatura foram realizadas com um intervalo de 15 minutos entre
cada registro para garantir a estabilização térmica dos corpos analisados. Foram investigados os seguintes sistemas:
• Água de toneira em copo térmico: 29,4°C
• Água com gelo em copo térmico: 0°C
• Gaveta extra fria da geladeira (Consul CRM43): 7,5°C
• Compartimento freezer (congelamento rápido) da geladeira Consul CRM43: -7,9°C
• Porta do freezer (compartimento para latas): -11,8°C
• Quarto fechado com ventilador ligado e corrente de ar passando: 29,9°C
• Vasilha retangular plana com lâmina d’água: 26,4°C
• Galão de álcool em gel: 29,9°C
• Bacia enchendo com água de torneira em transbordo lento e constante (15 minutos):
31,2°C
• 1 dose de água quente (cafeteira Dolce Gusto): 66,5°C
• Temperatura de consumo do café: 59,4°C
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3.1
Observações relevantes
Para o caso da temperatura anormal no compartimento do freezer, observou-se:
• Discrepância significativa entre a temperatura medida na porta do freezer (-11,8°C) e
no compartimento principal (-7,9°C)
• Estratificação térmica devido à maior densidade do ar frio
• Efeito das aberturas frequentes do freezer (perturbação do equilíbrio térmico)
• Possíveis diferenças nas taxas de transferência de calor através das paredes do compartimento
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Análise dos Resultados
Os dados coletados permitem analisar diversos mecanismos de transferência de ca-
lor:
4.1
Condução térmica
• O copo térmico demonstrou eficiente isolamento, com pequena variação térmica (29.4ºC
−→ 29.9) devido a sua pequena abertura para o ambiente
• Diferença entre água corrente (31,2°C) e lâmina d’água parada (26,4°C) evidencia
perdas de calor por convecção do ar
4.2
Convecção
• O resfriamento do café (66,5°C → 59,4°C) ocorreu principalmente por convecção natural
• A corrente de ar forçada pelo ventilador manteve a temperatura ambiente estável
(29,9°C)
4.3
Mecanismos combinados
No sistema de refrigeração, observa-se a atuação conjunta de:
• Condução através das paredes do freezer
• Convecção do refrigerante no sistema de resfriamento
• Possíveis efeitos radiativos entre as superfícies internas
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Discussão
Os resultados obtidos mostraram variações térmicas que podem ser explicadas por
diferentes fatores:
A temperatura da gaveta extra fria e do freezer corresponde às especificações do
fabricante, com variações acentuadas, provavelmente devido à abertura das portas.A diferença de -7.9ºC para -11.8ºC foi inesperada, pois o fabricante especifica que há compartimentos que atingem temperaturas menores. Supõe-se que a variação seja resultado das
aberturas e fechamentos frequentes do freezer antes da medição. Como o ar frio tem maior
densidade, pode ter se concentrado nas periferias do freezer, tornando essas regiões temporariamente mais frias.
A porta do freezer apresentou temperatura inferior à do interior, o que sugere influência da circulação de ar frio e possível estratificação térmica.
A água em um copo térmico manteve uma temperatura relativamente próxima ao
ambiente, indicando boa eficiência térmica do recipiente.
A temperatura da água corrente foi superior à da lâmina d’água parada, sugerindo
menor perda de calor para o ambiente.
A temperatura do café caiu rapidamente após o preparo, o que evidencia a troca
térmica com o ambiente.
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Conclusão
O experimento permitiu observar como diferentes objetos e condições ambientais
afetam a temperatura de corpos dentro de uma residência. A análise dos resultados mostrou
a importância da troca térmica por condução, convecção e radiação, bem como os efeitos
da estratificação térmica em compartimentos refrigerados.
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