Condução

            É o processo de transferência de energia através de um meio material, sem transporte de matéria. a energia térmica se propaga de partícula para partícula do meio. Ocorre principalmente nos materiais sólidos.

            O modelo que relaciona a temperatura com o movimento das partículas pode ser usado para explicar a condução de calor através de  um corpo. A medida que recebem calor, os átomos ou moléculas do corpo vibram mais intensamente e a energia cinética dessas partículas é transferida sucessivamente de uma partícula para outra, essa transferência de energia cinética é a propagação de calor.

            Como o calor se propaga de partícula para partícula, corpos mais densos, com maior número de partícula por unidade de volume, especialmente partículas livres, são bons condutores. Isto explica por que os metais são bons condutores. Pelo mesmo motivo, os líquidos e gases não são bons condutores de calor.

            Os materiais em que a condução térmica praticamente não ocorre são chamados isolantes térmicos, por exemplo, a madeira e o isopor.

            A quantidade de calor que atravessa um condutor, por unidade de tempo, chama-se fluxo de calor (f) e é calculado por:

            A lei que rege esse processo de transmissão de calor foi determinada experimentalmente pelo matemático francês Jean-Baptiste Fourier (1768-1830).

            A lei de Fourier diz que a quantidade de calor Q que atravessa uma parede, sob uma diferença de temperatura constante, é diretamente proporcional à área da secção transversal A, à diferença de temperatura (Dq) entre as regiões separadas pela parede e ao tempo  (Dt) de transmissão e inversamente proporcional à extensão atravessada, ou espessura (e) da parede.

    Na figura 1, abaixo, podemos ver um recipiente fechado, onde a temperatura interna é T₂ e a temperatura externa é T₁ . Sendo a temperatura interna maior que a externa, o calor passa, espontaneamente, de dentro para fora do recipiente, por condução.   

    A quantidade de calor que atravessa as paredes do recipiente é diretamente proporcional à diferença entre as temperaturas, à área e ao tempo de contato. A quantidade de calor transmitido, de molécula para molécula, é inversamente proporcional à espessura (Dx) das paredes do recipiente. 

           Figura 1

            Figura 2

    Na figura 2, acima, o calor da chama atravessa as paredes do recipiente por condução. Da mesma forma se propaga através dos alimentos para cozinhá-los.

 A constante de proporcionalidade k é característica do material que constitui a parede. Chama-se condutividade térmica do material e é normalmente dada na unidade cal/s.cm.°C.

            No SI a condutividade térmica k é expressa em W/m.K.

             A tabela abaixo mostra a condutividade térmica de algumas substâncias:  

* A 25 ºC.

** Valores médios aproximados.

*** A 20^oC.