Condutividade Térmica: Transferência de calor por colisões entre átomos adjacentes devido a vibrações de amplitudes associados a átomos de maior energia cinética para átomos de menor energia cinética.
Vamos olhar
de uma outra forma, imagine colocar uma barra de aço frio, parcialmente dentro
de um forno. A ponta do aço que está dentro do forno está quente, por causa
da vibração maior das suas moléculas, em outras palavras, maior energia por
causa do calor. Esta vibração passará ao longo da barra até a outra
extremidade mais fria, átomo por átomo, de tal forma que existe a transferência
de energia e por isso no final, a barra inteira irá esquentar. Isso é condução
térmica.
Por que um material é condutor e outro não é...?
Por que o arranjo de moléculas daquele material condutor permite uniformemente
a passagem da energia.
Como...?
Os átomos se arranjam um atrás do outro, e
entre os átomos a energia passa.
Já acontece o contrário com os materiais não-condutores
Uma propriedade para ajudar a determinar a condutividade térmica de um material
é a Transferência Térmica denominada 'H' em Física:
H = DQ/Dt = k A DT/Dx
onde:
DQ/Dt = Calor transferido dividido por tempo
k = Condutividade Térmica (uma propriedade do material)
A = Área de contato do material condutor
DT = Diferença de temperatura final e inicial (antes e depois de esquentar)
Dx = espessura do material condutor
Se observar a equação, quanto maior o valor do 'k', maior vai ser o H,
portanto um bom condutor térmico tem valores de 'k' grandes e um bom isolante
tem 'k' pequenos. Uma lista de alguns materiais e valores de 'k', segue abaixo:
Metais:
k (W/m*K)
Aço inox: 14
Chumbo: 35
Alumínio: 235
Cobre: 401
Prata: 428
Gases
: k (W/m*K)
Ar:
0.026
Hélio: 0.15
Hidrogênio: 0.18
Materiais comuns:
k (W/m*K)
Espuma de Poliuretano: 0.024
Lã:
0.043
Fibra de
vidro:
0.048
Madeira de
pinho:
0.11
Vidro de
janela:
1.0
Repare então o uso de aço inox para panelas (alta condutividade térmica),
enquanto usamos Lã para mantermos o corpo aquecido para não deixar transferir
o calor humano para o meio ambiente.
Este site lhe dará uma idéia melhor sobre condutividade térmica, além de
convecção e radiação:
UFRJ
- Condução
Obs: Repare que na lista do site mencionado acima, que se usa uma propriedade 'Rt'
que é o contrário de 'k' de uma certa forma. O 'Rt' significa resistividade térmica
e depende também da espessura do material.
Rt = Dx/ k
Logo quanto maior for o 'Rt' pior é a sua condutividade térmica. Esse termo
foi criado para engenheiros poderem calcular o quanto de um determinado material
é necessário para isolar ou conduzir calor.
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