Área 09
Engenharia térmica
Como o calor se move e como mantê-lo dentro ou fora
A engenharia térmica trata do calor: como ele passa dos corpos mais quentes para os mais frios e como os engenheiros usam os materiais, o isolamento e a forma para manter uma casa quente, uma bebida fresca ou evitar que uma máquina aqueça demais.
Para quem é?
Crianças que se perguntam por que razão uma colher de metal fica quente no chá, e jovens que gostam de experiências com materiais do dia a dia.
O que se aprende
- Como o calor passa de um corpo mais quente para um mais frio
- Por que razão alguns materiais conduzem bem o calor e outros são isolantes
- Com que rapidez as coisas aquecem e esfriam, e de que isso depende
- Como os engenheiros escolhem os materiais pelas suas propriedades térmicas
Exemplos de experiências
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Aquecer uma ponta de barras de materiais diferentes e comparar a rapidez com que a outra ponta aquece.
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Envolver uma caneca virtual em diferentes camadas isolantes e ver quanto tempo a bebida se mantém quente.
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Mudar a espessura de uma parede e comparar quanto calor passa através dela.
Coisas para construir
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Uma lancheira bem isolada
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Uma parede que mantém uma sala quente
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Um dissipador de calor simples para um componente eletrônico
Estes exemplos mostram o tipo de trabalho desta área. As lições publicadas podem ser diferentes.
O que a simulação simplifica
- A transferência de calor é calculada com modelos didáticos simplificados e poucas propriedades por material.
- O movimento do ar e a luz do sol são simplificados; os edifícios e as máquinas reais são mais complexos e precisam de verificações profissionais.
Todas as simulações simplificam a realidade. Saber como a simplificam faz parte de aprender engenharia.
Relação com as disciplinas escolares
Física (calor e temperatura), química (materiais), geografia (clima), design e tecnologia
Ligações com outras áreas
A engenharia térmica está ligada às estruturas e materiais, aos circuitos elétricos (as peças aquecem) e aos sistemas de controle (termostatos).
É bom saber
Uma garrafa térmica mantém as bebidas quentes ou frias porque reduz todas as formas pelas quais o calor se pode propagar.