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Questão FC714450

O conhecimento da condutividade térmica é fundamental na escolha de materiais para aplicações que exigem controle da transferência de calor, tanto para isolamento quanto para dissi

Termologia

VUNESP · 2025

O conhecimento da condutividade térmica é fundamental na escolha de materiais para aplicações que exigem controle da transferência de calor, tanto para isolamento quanto para dissipação térmica. A condução térmica é governada por propriedades microscópicas dos materiais e está associada ao transporte de energia interna entre partículas vizinhas, por meio de colisões ou movimentação de elétrons livres, no caso de metais.

 

De acordo com a Lei de Fourier, a taxa de transferência de calor por condução, em regime estacionário, depende de fatores físicos do material e da geometria envolvida.

 

Considerando a Lei de Fourier, que descreve o fluxo de calor por condução térmica, é correto afirmar que essa taxa de transferência de calor é

  1. inversamente proporcional à condutividade térmica do material e diretamente proporcional à espessura do material, ao contrário do que se observa na convecção.
  2. diretamente proporcional à condutividade térmica do material, mas independente da diferença de temperatura entre as superfícies do sistema.
  3. inversamente proporcional tanto à condutividade térmica quanto à área da seção transversal, sendo maior em materiais isolantes.
  4. diretamente proporcional à condutividade térmica do material, à área de contato e à diferença de temperatura, sendo inversamente proporcional à espessura do material.
  5. diretamente proporcional à área de contato, sendo independente da condutividade térmica e da diferença de temperatura, que afetam o calor específico do material.
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Gabarito

D

Comentário do professor

Em regime estacionário, a taxa de transferência de calor por condução é dada pela Lei de Fourier: \( \dot Q = -\,k\,A\,\dfrac{\Delta T}{L} \).


O sinal negativo indica que o fluxo ocorre do corpo mais quente para o mais frio; o módulo da taxa é \( |\dot Q| = k\,A\,\dfrac{\Delta T}{L} \).


Portanto, a taxa é diretamente proporcional à condutividade térmica \(k\) (capacidade do material de transportar energia), à área de contato \(A\) (mais caminho disponível) e à diferença de temperatura \(\Delta T\) (força motriz). É inversamente proporcional à espessura \(L\) (maior distância reduz o gradiente térmico).


Essa relação vale para condução unidimensional e propriedades constantes.

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