O que é um gradiente de temperatura? Quais são suas unidades? Qual é a relação entre fluxo térmico e gradiente de temperatura?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me perguntou sobre o que é um gradiente de temperatura, quais são suas unidades e como ele se relaciona com o fluxo térmico. Isso tudo faz parte da matéria de Transferência de Calor. Para resolver, vamos entender cada conceito passo a passo.
Passo 2
Primeiro, gradiente de temperatura é basicamente a variação da temperatura em relação a uma certa direção. Imagina que você tem uma parede e a temperatura muda de um lado para o outro; o gradiente de temperatura te diz o quão rápido essa mudança acontece.
Passo 3
As unidades do gradiente de temperatura dependem do sistema que estamos usando, mas geralmente é expresso em graus Celsius por metro (°C/m) ou Kelvin por metro (K/m). Isso indica quanto a temperatura varia em cada metro de distância.
Passo 4
Agora, sobre a relação entre fluxo térmico e o gradiente de temperatura, a gente usa a Lei de Fourier. Essa lei diz que o fluxo térmico (q) é proporcional ao gradiente de temperatura. A fórmula é:
Onde:
-
é o fluxo térmico, -
é a condutividade térmica do material, -
é o gradiente de temperatura.
O sinal negativo indica que o calor flui na direção de menor temperatura.
Resposta
Então, resumindo: o gradiente de temperatura é a taxa de variação da temperatura por unidade de distância, medido em °C/m ou K/m. E de acordo com a Lei de Fourier, o fluxo térmico é diretamente proporcional ao gradiente de temperatura, ou seja, quanto maior o gradiente, maior será o fluxo de calor.
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