Fisica - Ensino Medio (258)

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FÍ
SI
CA
 II
I
Lei de Fourier
Experimentalmente, verifica-se que o fluxo térmico (φ) é 
diretamente proporcional à diferença de temperatura (θ1 - θ2) entre os 
extremos da barra condutora de calor e à área da secção transversal 
(A), porém é inversamente proporcional ao comprimento (L) da barra. A 
equação de Fourier é dada por:
1 2Q K A( )
t L
θ − θ
φ = =
∆
Onde:
• φ é o fluxo térmico no interior da barra;
• θ1 - θ2 é a diferença de temperatura entre as extremidades da barra;
• A é a área da secção transversal da barra e
• K é o coeficiente de condutibilidade térmica da barra
• Q é a quantidade de calor propagada
• ∆t é o intervalo de tempo considerado
Obs. 1: como em regime estacionário a variação de temperatura
é diretamente proporcional à posição entre os extremos da barra
pode-se concluir que no ponto médio entre as extremidades da
barra a temperatura é a média aritmética entre as temperaturas
das extremidades da barra.
POSIÇÃO
BARRA DE COMPRIMENTO (L)
CONDUÇÃO EM
REGIME ESTACIONÁRIO
1θ
0 L
θ2
2
21 θ+θ
θ2
θ1
2
L
Obs. 2: A Lei de Fourier também se aplica à condução térmica 
através de uma parede de espessura “”
Portanto, para esta placa a equação fica: 
A
 φ
θ2
θ 1
 
)(AK 21 θ−θ
⋅=φ
Existem materiais que conduzem facilmente o calor, sendo 
chamados condutores térmicos. Alguns materiais não conduzem bem 
o calor e por isso são chamados isolantes térmicos.
Bons condutores de calor (k-alto): METAIS.
Maus condutores ou isolantes térmicos (k-baixo): MADEIRA, LÃ, 
CORTIÇA, AR, ISOPOR etc.
Convecção
A convecção consiste no transporte de 
energia térmica de uma região para outra através 
do transporte de matéria.
A movimentação das diferentes partes 
do fluido ocorre pela diferença de densidade 
que surge em virtude do aquecimento ou do 
resfriamento do mesmo.
Características da convecção:
1. Para haver convecção é necessária a presença de um meio material
fluido. Não há convecção no vácuo ou em sólidos.
2. O transporte de calor é devido ao deslocamento das partículas do fluido.
Correntes de
convecção
Água 
quente
Água 
fria
Outros exemplos:
a) Brisas
ar frio
ar quente
Dia
Noite
ar quente
ar frio
b) Geladeiras
Congelador
ar frio desce
Ar quente sobe
Irradiação térmica
É o processo de propagação de calor no qual a energia, deno-
minada radiante, apresenta-se na forma de ondas eletromagnéticas, 
principalmente o infravermelho.
Para haver propagação 
de calor por radiação térmica não 
é necessária a existência de um 
meio material, pois as ondas ele-
tromagnéticas podem se propagar 
no vácuo.
Chamamos de corpo ne-
gro a um corpo ideal que é capaz de 
absorver toda a radiação que incide 
sobre ele.
Em geral corpos negros absorvem 
mais a radiação térmica do que 
corpos claros ou espelhados. É por isso que, em dias de sol intenso, é 
preferível o uso de roupas claras, a fim de refletir uma maior quantidade 
de calor vinda do sol. 
Chamamos de espelho ideal a um corpo ideal que é capaz de 
refletir toda a radiação que incide sobre ele.
Estufas
São lugares fechados 
com paredes e teto de 
vidro utilizados para o 
cultivo de verduras, le-
gumes e até mesmo 
flores, em países de in-
verno rigoroso. O vidro é 
transparente a luz visível 
e parcialmente opaco 
as ondas eletromagnéticas com freqüência no infravermelho. As 
radiações infravermelhas que possuem menor frequência (maior 
comprimento de onda) não conseguem passar pelo vidro, mas as 
de maior frequência (perto do vermelho) conseguem passar jun-
tamente com a luz visível e outras radiações. Uma parcela desta 
energia é absorvida pelas plantas. Estas plantas se aquecem e 
emitem parte da energia absorvida na forma de infravermelho com 
frequências menores, que não conseguem passar pelo vidro e 
ficam detidos no interior da estufa fazendo com que a temperatura 
fique estável mesmo que esteja “frio” na parte externa.
Terra
Sol
Prof. Sérgio Torres Caderno - 01 - Com Resoluções das Questões Física
15/05/2010 124/160