O que são materiais condutores de calor? - Ciência - 2023

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o materiais condutores de calor São aqueles que permitem que o calor seja transferido de forma eficiente entre uma superfície (ou um líquido) com temperatura elevada e outra com temperatura inferior.

Materiais condutores de calor são usados em diferentes aplicações de engenharia. Entre as aplicações mais importantes estão a construção de equipamentos de resfriamento, equipamentos de dissipação de calor e em geral qualquer equipamento que requeira troca de calor em seus processos.

Os materiais que não são bons condutores de calor são conhecidos como isolantes. Entre os isolantes mais utilizados encontram-se a cortiça e a madeira.

É comum que materiais que conduzem bem o calor também sejam bons condutores de eletricidade. Alguns exemplos de bons materiais condutores de calor e eletricidade são alumínio, cobre e prata, entre outros.

Diferentes materiais e suas respectivas propriedades de condução de calor podem ser encontrados em manuais de química que resumem os resultados da condução experimental realizada nesses materiais.

Condução de calor

Condução é a transferência de calor que ocorre entre duas camadas do mesmo material ou entre superfícies em contato de dois materiais que não trocam matéria.

Nesse caso, a transferência de calor nos materiais ocorre graças aos choques moleculares que ocorrem entre as camadas ou superfícies.

Os choques moleculares permitem a troca de energia interna e cinética entre os átomos do material.

Assim, a camada ou superfície com átomos de maior energia interna e cinética transfere a energia para as camadas ou superfícies de menor energia, aumentando assim sua temperatura.

Diferentes materiais têm diferentes estruturas moleculares, o que faz com que nem todos os materiais tenham a mesma capacidade de conduzir calor.

Condutividade térmica

Para expressar a capacidade de um material ou fluido de conduzir calor, utiliza-se a propriedade física "condutividade térmica", geralmente representada pela letra k.

A condutividade térmica é uma propriedade que deve ser encontrada experimentalmente. Estimativas experimentais de condutividade térmica para materiais sólidos são relativamente simples, mas o processo é complexo para sólidos e gases.

A condutividade térmica para materiais e fluidos é relatada para uma quantidade de material com uma área de fluxo de 1 pé quadrado, uma espessura de 1 pé, por uma hora a uma diferença de temperatura de 1 ° K.

Materiais condutores de calor

Embora em teoria todos os materiais possam transferir calor, alguns possuem melhor condução do que outros.

Na natureza existem materiais como cobre ou alumínio que são bons condutores de calor, porém a ciência dos materiais, a nanotecnologia e a engenharia têm permitido a criação de novos materiais com boas propriedades de condução.

Enquanto um material condutor de calor como o cobre, encontrado na natureza, tem uma condutividade térmica de 401 W / K m, nanotubos de carbono feitos com condutividades térmicas próximas a 6.600 W / K m foram relatados.

Os valores de condutividade térmica para vários materiais podem ser vistos na tabela a seguir:

Referências

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