a) Explique o que é a condução de calor.
Em geral, de quais parâmetros depende a Taxa de Condução Térmica. Ou seja, explique a equação
Em geral, de quais parâmetros depende a Taxa de Condução Térmica. Ou seja, explique a equação
Passo 1
O enunciado pede para a gente entender o fenômeno de condução de calor e mostrar de quais parâmetros depende a taxa de condução térmica, isto é, explicar a lei de Fourier dada por
Aqui o conteúdo é transferência de calor por condução e vamos usar a formulação diferencial de Fourier.
Passo 2
Condução de calor é o mecanismo de transferência de energia térmica dentro de um sólido (ou entre corpos em contato) sem que haja movimentação macroscópica de matéria. Microscopicamente, a energia térmica se propaga via vibrações de átomos e colisões eletrônicas: regiões mais quentes cedem energia às mais frias até que o gradiente de temperatura se reduza.
Passo 3
A formulação diferencial de Fourier diz que a taxa de calor transferido por condução,
, depende de três fatores principais:
-
: condutividade térmica do material, que mede quão bem ele conduz calor; -
: área da seção transversal perpendicular ao fluxo de calor; -
: gradiente de temperatura na direção do fluxo.
O sinal negativo indica que o calor flui naturalmente do ponto de maior temperatura para o de menor temperatura, ou seja, na direção oposta ao aumento de
.
Resposta
A taxa de condução térmica obedece à lei de Fourier
onde depende de
(condutividade térmica),
(área de seção) e do gradiente
.