Em geral, de quais parâmetros depende a Taxa de Condução Térmica. Ou seja, explique a equação
Passo 1
O enunciado apresenta a lei de Fourier para condução de calor em regime estacionário, dada por
e pede para explicar de quais parâmetros depende a taxa de condução térmica. Vamos identificar o que é cada símbolo e o papel de cada um na transferência de calor por condução.
Passo 2
Interpretação de
e do sinal negativo
representa a quantidade de calor transferida por unidade de tempo.
O sinal “–” indica que o calor flui espontaneamente do ponto de maior temperatura para o de menor temperatura, ou seja, no sentido de decrescimento de
.
Passo 3
Dependência da condutividade térmica
é uma propriedade intrínseca do material (unidade W
).
Quanto maior
, mais fácil o material conduz calor e maior será
para o mesmo gradiente.
Passo 4
Dependência da área de seção transversal
é a área perpendicular à direção do fluxo de calor (unidade
).
Um aumento em
permite que mais caminho de condução esteja disponível, aumentando proporcionalmente a taxa de calor.
Passo 5
Dependência do gradiente de temperatura
mede a variação de temperatura por unidade de comprimento na direção do fluxo (unidade K
).
Quanto maior a diferença de temperatura ao longo de uma dada espessura, maior será a taxa de condução.
Resposta
A taxa de condução térmica
depende de:
– , a condutividade térmica do material;
– , a área de seção transversal por onde o calor passa;
– , o gradiente de temperatura na direção do fluxo.
–
–
–