Transferência de calor (Parte 3)

Bom dia, galera!  No post anterior aprendemos os três tipos de transferência de calor ( condução, condução e irradiação). Hoje vamos falar um pouco mais sobre elas, mas agora explorando a matemática.

Bom, vimos que são 3 os tipos de transferência, e para ambos definimos a grandeza Fluxo de calor φ. Genericamente podemos dizer que se temos uma  superfície S localizada na região onde ocorre a propagação de calor. O Fluxo de calor φ através da superfície S é dado pela relação entre a quantidade de calor Q que atravessa a superfície em um determinado intervalo de tempo Δt

Agora, se quisermos nos aprofundar mais veremos que esse fluxo pode ser escrito de uma maneira diferente.

Um fluxo de calor por condução num material homogêneo é diretamente proporcional à área da seção. Ou seja, quanto maior a seção (área) maior será esse fluxo e vice e verso. Intuitivamente também podemos notar que quanto maior for a diferença de temperatura entre os extremos dessa seção mais rápido será esse fluxo, correto? E também quanto mais espesso (grossa) for essa seção mais dificuldade esse calor terá pra passar pela mesma. Logo, temos duas grandezas diretamente proporcionais ( a favor do fluxo- numerador) e uma inversamente proporcional (contra o fluxo – denominador), escrevendo matematicamente fica:

Φ= A(T~2~-T~1~) / e

Correto? Ainda falta uma coisinha!

Notou-se experimentalmente que dependendo de cada material o fluxo de calor se propagava com uma velocidade diferente, para isso deve-se colocar na fórmula anterior uma constante que chamamos de coeficiente de condutibilidade térmica  K , que depende de cada material.

Alguns exemplos desse coeficiente:

Prata: 0,99cal/s . cm . ºC

Alumínio: 0,50cal/s . cm . ºC

Ferro: 0,16cal/s . cm . ºC

Água: 0,0014cal/s . cm . ºC

Lã: 0,000086cal/s . cm . ºC

Ar seco: 0,000061cal/s . cm . ºC

(Quanto maior for esse número, melhor condutor o material é)

Então temos:

Φ= K . A(T~2~-T~1~) / e

Que é conhecida como a Lei de Fourier.

No próximo post faremos alguns exercícios aplicando esses conceitos.

Até lá, galera

Beijos e abraços!

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