Condução de calor
A condução de calor (ou condução térmica) é o movimento de calor de um objeto para outro que tem temperatura diferente quando estão se tocando. Por exemplo, podemos aquecer nossas mãos tocando em garrafas de água quente. Quando as mãos frias tocam a garrafa de água quente, o calor flui do objeto mais quente (garrafa de água quente) para o objeto mais frio (mão). As pessoas fazem coisas com condutividade térmica diferente, por exemplo, panelas para aquecer coisas ou recipientes isolados para manter as coisas quentes quentes quentes ou frias.
Outras formas de transferência de calor são por radiação térmica e/ou convecção. Normalmente, mais de um desses processos acontece ao mesmo tempo.
Ao tocarmos uma garrafa de água quente, obtemos calor por condução.
Explicação microscópica
Na teoria atômica, os sólidos, líquidos e gases são feitos de pequenas partículas chamadas "átomos". A temperatura do material mede a velocidade do movimento dos átomos e o calor mede a quantidade total de energia devido à vibração dos átomos.
A condução pode acontecer quando uma parte de um material é aquecida. Os átomos desta parte vibram mais rapidamente e são mais propensos a atingir seus vizinhos. As colisões fazem com que esses átomos também se movam mais rapidamente, passando a energia térmica para eles. Desta forma, a energia viaja através do sólido. (Um pouco como a forma como a energia passa ao longo de um conjunto de dominós em queda).
O quadro atômico também ajuda a explicar por que a condução é mais importante nos sólidos: nos sólidos, os átomos estão próximos e incapazes de se moverem. Em líquidos e gases, as partículas podem se mover umas sobre as outras, de modo que as colisões são menos comuns.
Lei de condução de calor
A lei de condução de calor, também conhecida como lei de Fourier, significa que a taxa, no tempo, de transferência de calor através de um material é proporcional ao gradiente negativo na temperatura e à área em ângulo reto, a esse gradiente, através do qual o calor está fluindo:
∂ Q ∂ t = - k ∮ S ∇ T ⋅ d S {\i1}displaystyle {\i} {\i1}-k=-k-oint _{\i}{\i1}nabla T{\i}cdot {\i} 
onde:
Q é a quantidade de calor transferida, e
t é o tempo necessário, e
k é a condutividade térmica do material" e
S é a área através da qual o calor está fluindo, e
T é a temperatura.
A condutividade térmica geralmente varia com a temperatura, mas a variação pode ser pequena, em uma gama significativa de temperaturas, para alguns materiais comuns.
Fluxo de calor linear
Páginas relacionadas
- Transferência de calor
- Convecção
- Radiação térmica
Perguntas e Respostas
P: O que é condução de calor?
R: A condução de calor é a transferência de calor entre dois objetos de temperaturas diferentes quando eles entram em contato um com o outro.
P: A condução de calor pode ocorrer entre objetos com a mesma temperatura?
R: Não, a condução de calor só ocorre entre objetos que têm temperaturas diferentes.
P: O que é um exemplo de condução de calor?
R: Um exemplo de condução de calor é aquecer as mãos ao tocar em uma garrafa de água quente. Quando as mãos mais frias entram em contato com a garrafa de água mais quente, o calor flui do objeto mais quente para o mais frio.
P: Quais são alguns materiais com diferentes condutividades térmicas?
R: Os utensílios de cozinha podem ser feitos de materiais com condutividade térmica diferente, assim como os recipientes isolados para itens quentes ou frios.
P: Existem outras maneiras de transferir calor além da condução?
R: Sim, o calor também pode ser transferido por radiação e convecção.
P: Todos os processos de transferência de calor ocorrem separadamente?
R: Não, geralmente mais de um desses processos de transferência de calor (condução, radiação e convecção) ocorre ao mesmo tempo.
P: A transferência de calor pode ocorrer no vácuo?
R: Sim, a transferência de calor por meio de radiação pode ocorrer no vácuo. É assim que o calor do Sol chega à Terra.
