Explicamos o que é condutividade térmica e os métodos que esta propriedade utiliza. Além disso, suas unidades de medida e exemplos.
O que é condutividade térmica?
A condutividade térmica é uma propriedade de certos materiais capazes de transmitir calor, isto é, permitindo que a energia cinética de suas moléculas passe para outras substâncias adjacentes. Esta é uma magnitude intensiva, inversa à resistividade térmica (que é a resistência de certos materiais à transmissão de calor pelas suas moléculas).
A explicação para este fenômeno reside no fato de que quando um material é aquecido, suas moléculas aumentam sua energia cinética, ou seja, aumentam sua agitação. As moléculas, então, Eles são capazes de compartilhar essa energia extra sem causar movimentos globais de o matéria (nisto distingue-se da convecção térmica de líquidos e gases), sendo esta capacidade muito elevada em metais e corpos contínuos, em geral, e muito baixa em polímeros e outros materiais isolantes como a fibra de vidro.
A condutividade térmica de um material é calculada a partir de um coeficiente (referido como λ) e é diferente dependendo da sua natureza molecular. Este cálculo é feito com base na seguinte fórmula:
λ = q/grad. T
onde q é o fluxo de calor por unidade de tempo e área, e graduado.T é o gradiente de temperatura.
Quanto maior a condutividade térmica de um material, melhor ele será o condutor de calor., e quanto menor for, mais isolante será o material. Temperatura, convecção, condutividade elétrica e mudanças de fase do material influenciam o resultado do coeficiente de condutividade térmica.
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Métodos de condução térmica
Existem três métodos de transferência de calor na natureza: condução, convecção e radiação.
- Dirigindo. Ocorre quando o calor é transmitido de um corpo para outro com temperatura diferente por mero contato, sem que ocorra deslocamento de matéria.
- Convecção. É produzido através da movimentação de partículas da substância que transmite calor, portanto deve ser sempre um fluido (líquido ou gás), seja por movimento natural ou forçado.
- A radiação. Ocorre quando o calor é transmitido entre dois sólidos de temperaturas diferentes sem qualquer ponto de contato ou um sólido condutor entre eles. O calor é transmitido pela emissão de ondas eletromagnéticas à velocidade da luz.
Unidades de medida de condutividade térmica
A condução térmica é medida, segundo o Sistema Internacional, a partir da relação C/(km)onde C filho Watts, K Kelvin e eu, metros. Esta unidade é equivalente a Joules por metro por segundo por Kelvin (J/msK).
Uma condutividade térmica de 1 watt por metro por Kelvin significa que um Joule (J) de calor se espalha através de um material com área superficial de 1m2 e espessura de 1m, em 1 segundo, quando a diferença entre as duas substâncias é de 1K.
Exemplos de condutividade térmica
Alguns exemplos de condutividade térmica são:
- O aço. Com condutividade de 47 a 58 W/(Km).
- A água. Com condutividade de 0,58 W/(Km).
- Álcool. Com condutividade de 0,16 W/(Km).
- O bronze. Com condutividade de 116 a 140 W/(Km).
- A Madeira. Com condutividade de 0,13 W/(Km).
- O titânio. Com condutividade de 21,9 W/(Km).
- O Mercúrio. Com condutividade de 83,7 W/(Km).
- Glicerina. Com condutividade de 0,29 W/(Km).
- Cortiça. Com condutividade de 0,03 a 0,04 W/(Km).
- O ouro. Com condutividade de 308,2 W/(Km).
- A liderança. Com condutividade de 35 W/(Km).
- O diamante. Com condutividade de 2300 W/(Km).
- O vidro. Com condutividade de 0,6 a 1,0 W/(Km).
- Lítio. Com condutividade de 301,2 W/(Km).
- A terra molhada. Com condutividade de 0,8 W/(Km).