mecânica 2

LC0200 Física do Ambiente Agrícola

Capítulo 5: Condução de energia
Tabela 5.1 -

Condutividade térmica de alguns materiais

Tipo

Material

CAPÍTULO 5: CONDUÇÃO DE ENERGIA

Metais sólidos

5.1

Outros sólidos

Alumínio
Ferro
Cobre
Prata
Vidro
Acrílico
PVC
Polietileno (“plástico”)
Náilon
Gelo
Água
Etanol
Petróleo

220
75
390
420
0,93
1,9
0,04
0,06
0,3
2,1
0,60
0,17
0,15

Mercúrio
Ar
Vapor d´água
Madeira seca
Isopor
Solo seco
Solo úmido

10,4
0,024
0,016
0,06
0,03
0,3
2,0

CONDUTIVIDADE TÉRMICA

Além da transferência de energia por radiação, uma outra forma de calor (transferência de energia) é a condução. Enquanto a radiação ocorre e é até favorecida pela ausência de matéria (vácuo), a condução de energia entre dois sistemas somente ocorre enquanto há contato material entre os dois. Nesse caso, ela ocorre com uma densidade de fluxo (q, W m-2) que é descrita pela Lei de Fourier:

q = −λ

∆T
∆x

Líquidos

(5.1)

Nessa equação, ∆T (K ou °C) é a diferença de temperatura entre os dois sistemas e ∆x (m) é a distância. Denomina-se o quociente ∆T/ ∆x (K/m) também de gradiente térmico. O sinal negativo aparece na equação para indicar que a energia flui do ponto de maior temperatura ao de menor temperatura, contrário ao gradiente térmico. Pela equação 5.1 verifica-se, portanto, que a densidade de fluxo de energia é proporcional ao gradiente térmico conforme um fator de proporcionalidade λ, denominado de condutividade térmica. A unidade da condutividade térmica, no SI, é
W m-1 K-1. A condutividade térmica é uma propriedade do material pelo qual a condução ocorre, e seu valor pode ser determinado experimentalmente. Para diversos materiais comuns os valores da condutividade são listados na Tabela 5.1.

Gases
Materiais compostos

Condutividade térmica

λ (W m-1 K-1)

Pela Tabela 5.1 verifica-se que, em geral, a condutividade térmica decresce na seqüência sólidos – líquidos – gases,