O que é a condutividade térmica? Quais são suas unidades? Qual o papel desempenhado por ela na transferência de calor?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre condutividade térmica! A gente precisa entender o que é condutividade térmica, quais são as unidades usadas para medir isso e qual a importância dela na transferência de calor. Então, vamos por partes para deixar tudo bem claro.
Passo 2
Primeiro, condutividade térmica é uma propriedade física dos materiais que indica a capacidade que eles têm de conduzir calor. Basicamente, ela mostra quão fácil o calor passa através de um material. Por exemplo, metais como cobre e alumínio têm alta condutividade térmica, por isso são bons para dissipar calor, enquanto materiais como madeira ou plástico têm baixa condutividade térmica e são isolantes.
Passo 3
As unidades de condutividade térmica no Sistema Internacional são watt por metro kelvin. Isso é representado assim:
Isso significa que mede quantos watts de calor passam por metro de espessura do material para cada grau Kelvin de diferença de temperatura. Em outros sistemas, como o sistema imperial, pode ser medida em BTU/(ft·h·°F).
Passo 4
A condutividade térmica desempenha um papel crucial na transferência de calor. Ela determina a taxa na qual o calor se move através de um material. Segundo a Lei de Fourier, o fluxo de calor (quantidade de calor que passa por uma área por unidade de tempo) é diretamente proporcional à condutividade térmica do material, à área perpendicular ao fluxo de calor, e à diferença de temperatura, e inversamente proporcional à espessura do material. Ou seja, materiais com alta condutividade térmica transferem calor mais rapidamente, enquanto os de baixa condutividade transferem calor mais lentamente, atuando como isolantes.
A fórmula da Lei de Fourier é:
Onde:
-
é o fluxo de calor, -
é a condutividade térmica, -
é a área, -
é a diferença de temperatura, -
é a espessura do material.
Resposta
A condutividade térmica é a propriedade que indica a capacidade de um material de conduzir calor. Suas unidades no Sistema Internacional são W/(m·K). Ela é fundamental na transferência de calor, pois determina a taxa na qual o calor se propaga através de um material, influenciando se o material vai agir como um bom condutor ou como um isolante térmico.
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