CONDUCAO TERMICA

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CONDUÇÃO TÉRMICA 
 
A condução é o processo pelo qual o calor se transmite ao longo de um 
meio material, como efeito da transmissão de vibração entre as moléculas. As 
moléculas mais energéticas (maior temperatura) transmitem energia para as 
menos energéticas (menor temperatura). 
Na condução, a transmissão do calor de uma região para a outra 
ocorre da seguinte maneira: na região mais quente, as partículas têm mais 
energia térmica, vibrando com mais intensidade; com essa vibração, cada 
partícula transmite energia para a partícula vizinha, que, ao receber energia, 
passa a vibrar com maior intensidade; esta transmite energia para a seguinte e, 
assim, sucessivamente. 
 
 
 
Como a transmissão do calor ocorre, por condução, mediante a 
transferência de energia de partícula para partícula, concluímos que: 
A condução de calor é um processo que necessita da presença do meio 
material e, portanto, não ocorre no vácuo. 
Há materiais que conduzem o calor rapidamente, como por exemplo, 
os metais. Tais materiais são chamados de bons condutores. 
Por outro lado, há materiais nos quais o calor se propaga muito 
lentamente. Tais materiais são chamados isolantes. Como exemplo, podemos 
citar a borracha, a lã, o isopor e o amianto. 
 
FLUXO CALOR 
 
Consideremos uma barra condutora de comprimento L e cuja seção 
transversal tem área A, cujas extremidades são mantidas em temperaturas 
diferentes, como ilustra a figura. 
 
 
Nesse caso, o calor fluirá através da barra, indo da extremidade que 
tem a maior temperatura para a extremidade que tem menor temperatura. 
A quantidade de calor (Q) que atravessa uma seção reta da barra, num 
intervalo do tempo ( t) é chamada fluxo de calor. Representamos o fluxo por: 
 
 
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A unidade do fluxo no SI, é J/s, isto é, watt (W), embora seja mais 
comum o uso de unidades práticas, como: cal/s, cal/min além de outras. 
 
Lei da condução térmica ou Lei de Fourier 
 
A lei de Fourier estabelece a relação entre o fluxo de calor e os fatores 
que o determinam. Tal relação é dada por: 
 
Podemos enunciar a Lei de Fourier: 
O fluxo de calor por condução térmica em um material homogêneo, 
após ter atingido um regime estacionário de escoamento, é diretamente 
proporcional à área da secção transversal, à diferença de temperatura entre os 
extremos e inversamente proporcional à espessura da camada em questão. 
 
Coeficiente de condutibilidade térmica 
A constante K, descrita na equação de Fourier, é chamada de 
coeficiente de condutibilidade térmica e caracteriza o material que constitui a 
placa ou o elemento por onde o calor é transmitido por condução térmica. Seu 
valor caracteriza o material como bom ou mau condutor de calor. 
Quanto maior for o valor do coeficiente de condutibilidade térmica (K) 
do material, melhor será a condução térmica, ou seja, o material é um bom 
condutor térmico. Já, no caso dos materiais isolantes térmicos, o coeficiente 
de condutibilidade térmica (K) apresenta um valor comparativamente menor. 
A unidade usual do coeficiente de condutibilidade térmica é: cal/ 
s.cm.ºC. 
A tabela a seguir ilustra alguns valores do coeficiente de condutibilidade 
térmica para alguns materiais, expressos em cal/s.cm.ºC. 
 
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EXEMPLO: 
 
Um homem, trajando um macacão de lã, de espessura 5,0 mm e área 2,0 m2, 
encontra-se num local em que a temperatura ambiente vale - 4,0 °C. Sabendo-
se que o coeficiente de condutibilidade térmica da lã é 1,0.10-4 cal/s.cm.°C e 
que a temperatura corporal do homem é de 36 °C: 
a) Determine o fluxo de calor, em cal/s, que se estabelece através do 
macacão; 
b) Calcule a quantidade de calor que o homem perde em meia hora; 
c) Esboce um gráfico da temperatura ao longo da extensão atravessada 
pelo calor, considerando que as temperaturas dos dois lados não variem 
no decorrer do tempo. 
 
EXERCÍCIOS; 
1. Uma placa de ferro é atravessada por uma quantidade de calor de 200 
calorias em 25 segundos. Determine o fluxo de calor através dessa placa. ( 
8,0 cal/s). 
2. Explique, em termos de propagação do calor, por que usamos agasalhos de 
lã, flanela ou outros materiais para nos protegermos do frio. (pesquise). 
3. Em um mesmo ambiente, quando pisamos num chão de ladrilhos, sentimos 
maior sensação de frio do que quando pisamos num chão de madeira. Explique 
essas diferentes sensações. (pesquise). 
4. Uma barra de metal, cujo coeficiente de condutibilidade térmica é 0,5 
cal/s.cm.°C, tem 80 cm de comprimento e secção transversal de área 10 cm2. 
A barra está termicamente isolada nas laterais, tendo uma extremidade imersa 
em gelo fundente (0°C) e a outra em vapor de água fervente (100°C). 
Determine o fluxo de calor conduzido ao longo da barra. 
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5. (IME-RJ) Ao longo de uma barra metálica isolada lateralmente, verifica-se a 
passagem de 500 calorias num intervalo de tempo de 2 minutos. Determine o 
fluxo de calor ao longo de barra. (250cal/min). 
6. Um vidro plano, cujo coeficiente de condutibilidade térmica é igual a 0,00183 
cal/s.cm.°C, tem uma área de 1 000 cm2 e espessura de 3,66 mm. Sendo o 
fluxo de calor por condução através do vidro igual a 2 000 calorias por 
segundo, calcule a diferença de temperatura entre suas faces. (400°C) 
7. (Mackenzie – SP) Uma parede de tijolos e uma janela de vidro de 
espessuras 180 mm e 2,5 mm, respectivamente, têm suas faces sujeitas à 
mesma diferença de temperatura. Sendo a condutividade térmica do tijolo e do 
vidro igual a 0,12 e 1,00 unidade SI, respectivamente, então a razão entre o 
fluxo de calor conduzido por unidade de superfície pelo vidro e pelo tijolo é: 
(600) 
a) 800 b) 600 c) 500 d) 300 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
FERRARO, N E TOLEDO, P. Física Básica. São Paulo: Atual, 1998. 
PAULO ROBERTO FIATTE CARVALHO – Física Aplicada. 
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