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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