Conceitue propriedades térmicas dos materiais.

Passo 1

Beleza! O enunciado manda “conceituar propriedades térmicas dos materiais”. Isso cai na matéria de Física/Termoquímica, mais especificamente no estudo de como os materiais lidam com calor. Para resolver, a gente vai precisar conhecer e explicar os principais conceitos: condutividade térmica, calor específico, difusividade térmica e coeficiente de expansão térmica.

Passo 2

Conceito de condutividade térmica (k)
Condutividade térmica é a habilidade de um material de “deixar o calor passar” por ele. Se q = -k,dTdx é alto, o calor flui fácil; se é baixo, o material isola. Matematicamente, no regime permanente, a gente usa a lei de Fourier:
onde é a densidade de fluxo de calor (W/m²) e é o gradiente de temperatura.

Passo 3

Conceito de calor específico ©
Calor específico é a quantidade de energia (calor) que você precisa fornecer por quilo de material para elevar sua temperatura em 1 °C (ou 1 K). A unidade típica é J/(kg·K). A fórmula básica é
Q = m,c,De
onde é o calor absorvido, a massa e a variação de temperatura.

Passo 4

Conceito de difusividade térmica (α)
Difusividade térmica junta condutividade e calor específico para dizer “com que rapidez a temperatura se acomoda” dentro do material. É definida como
alpha = krho,c
onde é a densidade. Quanto maior , mais rápido as regiões quentes e frias se igualam no material.

Passo 5

Conceito de coeficiente de expansão térmica (α_T)
Quando você aquece um material, ele costuma se expandir. O coeficiente de expansão linear De indica o quanto o comprimento muda por grau de temperatura:
com o comprimento inicial.

Resposta

As principais propriedades térmicas dos materiais são:
  1. Condutividade térmica ( ), que mede a facilidade de condução de calor.
  2. Calor específico ( ), que indica a energia necessária para elevar a temperatura de 1 kg em 1 K.
  3. Difusividade térmica ( ), que mostra a velocidade de equalização de temperatura no interior do material.
  4. Coeficiente de expansão térmica ( ), que quantifica a variação de comprimento em função da mudança de temperatura.

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