Condutividade

1. Objetivo

Determinar experimentalmente a condutividade térmica do cobre, através da medição do gradiente de temperaturas através de uma barra de cobre isolada submetida a um diferencial de temperatura em suas extremidades e comparar os valores encontrados com valores de referencia.

2. Desenvolvimento Teórico

A lei de Fourier foi desenvolvida a partir da observação dos fenômenos de transferência de calor observados através de experimentos. Imaginemos um experimento onde o fluxo de calor resultante é medido após a variação das condições experimentais. Consideremos, por exemplo, a transferência de calor através de uma barra de metal com uma das extremidades aquecidas e com a área lateral isolada termicamente, como mostra a figura:

Encontramos para este experimento uma relação de proporcionalidade que pode se convertida em igualdade através de um coeficiente de proporcionalidade e a Lei de Fourier pode ser enunciada assim: A quantidade de calor transferida por condução, na unidade de tempo, em um material, é igual ao produto das seguintes quantidades: q=-kAdTdx Onde, * q - Fluxo de calor por condução ( Kcal/h no sistema métrico); * k - Condutividade térmica do material; * A - Área da seção através da qual o calor flui, medida perpendicularmente à direção do fluxo (m2); * dT/ dx - razão de variação da temperatura T com a distância, na direção x do fluxo de calor ( oK/m )

Através deste experimento é possível determinar o coeficiente k que representa a condutividade térmica do material. A condutividade térmica consiste numa grandeza física que mede a capacidade de uma substância conduzir o calor. Permite distinguir os bons dos maus condutores de calor e pode ser definida como a energia transferida sob a forma de calor e por segundo, através de uma superfície com 1 m2 de área e 1 m de espessura, quando a diferença de temperaturas entre as duas faces dessa superfície é de 1 K.
A condutividade térmica representa a taxa temporal de