O que é a lei de Fourier? Escreva a equação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A pergunta é sobre a Lei de Fourier. Isso faz parte da matéria de Transferência de Calor. Para responder, vamos precisar entender o que essa lei diz sobre como o calor se move e qual é a equação que a representa.

Passo 2

Primeiro, a Lei de Fourier trata de condução de calor, que é a transferência de calor dentro de um material sem que haja movimento de massa. Imagine, por exemplo, uma colher de metal aquecida numa panela: o calor passa pela colher mesmo que ela não esteja se mexendo.

Passo 3

A lei relaciona o fluxo de calor (quanto calor está passando por uma área) com o gradiente de temperatura (como a temperatura muda de um ponto para outro). Basicamente, quanto maior a diferença de temperatura e mais fácil o material conduz o calor, maior será o fluxo de calor.

Passo 4

Agora, vamos à equação da Lei de Fourier. Em termos simples, ela é expressa da seguinte forma:

Passo 5

Vamos detalhar os componentes dessa equação:
  • é o fluxo de calor por unidade de área (quantidade de calor que passa por uma área específica por segundo).
  • é a condutividade térmica do material (indica quão bem o material conduz o calor).
  • é o gradiente de temperatura (a taxa de variação da temperatura em relação à posição).
  • O sinal negativo indica que o calor flui na direção em que a temperatura diminui.

Resposta

A Lei de Fourier descreve a condução de calor e é dada pela equação:

Exercícios relacionados

Sobre o fator de correção no método da DTML:
Quais são as implicações de um fator de correção próximo de 1 em um trocador de calor?
O que é um gradiente de temperatura? Quais são suas unidades? Qual é a relação entre fluxo térmico e gradiente de temperatura?
Calcule a efetividade de um trocador de calor de contracorrente com NTU e razão de capacidades térmicas (Cmin/Cmax) de 0,5.
Quais condições são necessárias para o desenvolvimento de uma camada-limite hidrodinâmica? E de uma camada-limite térmica? O que varia ao longo de uma camada-limite hidrodinâmica? E de uma camada-limite térmica?