Calculadora de Condutividade Térmica

Condutividade térmica é uma propriedade do material que mede sua capacidade de conduzir calor. Ela exerce um papel fundamental em várias aplicações de engenharia e científicas, influenciando o design e o desempenho tanto de materiais como de dispositivos em uma ampla gama de indústrias.

Histórico

O conceito de condutividade térmica vem sendo explorado desde os primórdios da termodinâmica e dos estudos sobre transferência de calor. É uma propriedade fundamental que determina a eficiência com que o calor se move através dos materiais.

Fórmula de Cálculo

A fórmula usada para calcular vários aspectos da condutividade térmica inclui:

• Taxa ou Fluxo de Transferência de Calor (\(q_x\)): \(q_x = \frac{K_T \times \Delta T}{x}\)
• Constante de Condutividade Térmica (\(K_T\)): \(K_T = \frac{q_x \times x}{\Delta T}\)
• Diferencial de Temperatura (\(\Delta T\)): \(\Delta T = \frac{q_x \times x}{K_T}\)
• Distância ou Comprimento (\(x\)): \(x = \frac{K_T \times \Delta T}{q_x}\)

Exemplo de Cálculo

Calcule a taxa ou fluxo de transferência de calor dada a constante de condutividade térmica (\(K_T = 25\) caloria/grau-cm-s), o diferencial de temperatura (\(\Delta T = 15\)) e a distância (\(x = 10\) cm).

Aplicando a fórmula: \(q_x = \frac{K_T \times \Delta T}{x} = \frac{25 \times 15}{10} = 37,5\) calorias/cm²-s.

Importância e Cenários de Uso

A condutividade térmica é crucial para projetar e analisar sistemas de aquecimento e resfriamento, dispositivos eletrônicos, materiais de isolamento e no estudo da transferência de calor em vários contextos físicos e de engenharia.

Perguntas Frequentes

1. Quais fatores afetam a condutividade térmica?
   • A composição do material, a temperatura e a fase (sólido, líquido, gás) afetam significativamente a condutividade térmica.