Condução de calor

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.

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.

• Transferência de calor
• Convecção
• Radiação térmica