Transferência de calor por condução: Lei de Fourier - Resumo
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Transferência de calor por condução: Lei de Fourier - Resumo

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Equações de taxa
Calcula a quantidade de energia transferida por unidade de tempo. A taxa de energia é
chamada de q, e tem unidade de W (Watt) no sistema internacional. Também podemos
utilizar algo chamado de uxo de calor q” para quanticar a transferência de energia. O
uxo de calor é a taxa de energia por unidade de área. No Sistema Internacional, a unida-
de do uxo é W/m2
, Watt por metro quadrado.
Lei de Fourier
q”condução
= – k
dT
Onde q é o Fluxo de calor por condução na direção x (W/m2), k é a condutividade tér-
mica do material da parede (W/m.K), e dT/dx é o gradiente de temperatura na direção
do uxo de calor. A taxa de calor pode ser obtida multiplicando-se o uxo de calor pela
área perpendicular à direção da transferência de calor. O sinal negativo aparece porque
o calor está sendo transferido na direção da temperatura decrescente.
q
condução
= – k A
dT
Simplicação
A Lei de Fourier vai nos dizer que para sabermos a taxa de condução de calor vamos apenas
precisar saber o material do qual a nossa parede é formada, a diferença de temperatura
entre os lados da nossa parede e a espessura da nossa parede. Sendo q a taxa de condução
de calor, k a condutividade térmica do material da parede (W/m.K), A a área, T2
– T1
é a di-
ferença de temperatura entre os lados da nossa parede e L é a espessura da nossa parede.
q
condução
= – k A
(T2
– T1
)
dx
dx
L
Fenômenos de Transporte
Transferência de calor por condução: Lei de Fourier
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Lei de Fourier com relação ao uxo de calor
O uxo de calor é uma grandeza vetorial, e que vamos obter através desta equação:
q”condução
= – k
T î + T ĵ + T k̂
onde q é o Fluxo de calor por condução na direção x (W/m2
), k é a condutividade térmica
do material da parede (W/m.K), T/x é o gradiente de temperatura na direção do uxo
de calor em função do eixo x, T/y é o gradiente de temperatura na direção do uxo de
calor em função do eixo y, e T/z é o gradiente de temperatura na direção do uxo de
calor em função do eixo z. Podemos obter o uxo de calor nas coordenadas geométricas,
cilíndricas e esféricas na nossa tabela.
dx dx dx