Condutividade térmica - conceito, métodos e exemplos

Explicamos o que é condutividade térmica e os métodos que essa propriedade usa. Além disso, suas unidades de medida e exemplos.

A condutividade térmica é a propriedade de certos materiais capazes de transmitir calor.

O que é condutividade térmica?

A condutividade térmica é uma propriedade de certos materiais capaz de transmitir calor , ou seja, permitir a passagem de energia cinética de suas moléculas para outras substâncias adjacentes. É uma quantidade intensiva, inversa à resistividade térmica (que é a resistência de certos materiais à transmissão de calor por suas moléculas ).

A explicação para esse fenômeno está no fato de que quando um material se aquece, suas moléculas aumentam sua energia cinética, ou seja, aumentam sua agitação. Moléculas, em seguida, é capaz de compartilhar a energia extra sem causar movimento global do material de (na medida em que difere da convecção térmica dos líquidos e gases ), sendo esta uma capacidade muito alta na de metal e os órgãos contínuos, geralmente, e muito pobre em polímeros e outros materiais isolantes, como 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 grad.T é o gradiente de temperatura .

Quanto mais alta a condutividade térmica de um material, melhor será o condutor de calor e, quanto mais baixo, mais isolante será o material. A temperatura, convecção, condutividade elétrica e mudanças de fase do material influenciam o resultado do coeficiente de condutividade térmica.

Veja também: Termômetro

Métodos de condução térmica

A condução ocorre quando o calor é transmitido de um corpo para outro por meio do contato.

Existem três métodos de transmissão 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 do mero contato, sem que ocorra o deslocamento da matéria.
Convecção. É produzido pela movimentação de partículas da substância transmissora de 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 diferentes temperaturas sem que haja nenhum ponto de contato ou sólido condutor entre eles. O calor é transmitido na emissão de ondas eletromagnéticas à velocidade da luz .

Unidades de medição para condutividade térmica

Condução térmica é medida, de acordo com o Sistema Internacional , a partir da relação W / (Km) , em que W é W, K Kelvin e m são 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 área de superfície de 1m2 e espessura de 1m, em 1 segundo, quando a diferença entre as duas substâncias é de 1K .