Explicamos o que é a condutividade térmica e os métodos utilizados para esta propriedade. 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, ou seja, permitem a passagem da energia cinética de suas moléculas para outras substâncias adjacentes. É uma magnitude intensiva, inversa à resistividade térmica (que é a resistência de certos materiais à transmissão de calor por suas moléculas).
A explicação para esse fenômeno é 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 a matéria (nisto difere 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 de 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 graduação.T é o gradiente de temperatura.
Quanto maior a condutividade térmica de um material, melhor condutor de calor ele será., e quanto menor for, mais isolante será o material. Temperatura, convecção, condutividade elétrica e mudanças de fase do material influenciam o coeficiente resultante 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 meio de mero contato, sem deslocamento de matéria.
- convecção. É produzido através do movimento de partículas da substância que transmite o calor, por isso deve ser sempre um fluido (líquido ou gás), seja por movimento natural ou forçado.
- A radiação. Ocorre quando o calor é transferido entre dois sólidos de diferentes temperaturas sem que haja nenhum ponto de contato ou um sólido condutor entre eles. O calor é transmitido na emissão de ondas eletromagnéticas na velocidade da luz.
Unidades de medida de condutividade térmica
A condução térmica é medida, de acordo com o Sistema Internacional, a partir da relação C/(Km)Onde C filho watts, k kelvin e m, 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 propaga através de um material com uma superfície de 1m2 e uma 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 uma condutividade de 47 a 58 W/(Km).
- A água. Com uma condutividade de 0,58 W/(Km).
- Álcool. Com uma condutividade de 0,16 W/(Km).
- O bronze. Com uma condutividade de 116 a 140 W/(Km).
- A Madeira. Com uma condutividade de 0,13 W/(Km).
- Titânio. Com uma condutividade de 21,9 W/(Km).
- O Mercúrio. Com uma condutividade de 83,7 W/(Km).
- Glicerina. Com uma condutividade de 0,29 W/(Km).
- Cortiça. Com uma condutividade de 0,03 a 0,04 W/(Km).
- O ouro. Com uma condutividade de 308,2 W/(Km).
- A liderança. Com uma condutividade de 35 W/(Km).
- O diamante. Com uma condutividade de 2300 W/(Km).
- O vidro. Com uma condutividade de 0,6 a 1,0 W/(Km).
- Lítio. Com uma condutividade de 301,2 W/(Km).
- A terra molhada. Com uma condutividade de 0,8 W/(Km).