O que é Densidade de corrente de calor? — Física

Definição 25.1 Física universitária — 2.º ano · Capítulo 25 — Condução do calor

A densidade de corrente de calor $\vect{j}_Q$ (em $\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2}$ ) é o vetor tal que a energia transferida por condução através de um elemento de superfície orientado $\dd\vect S$ durante $\dd t$ vale $\vect{j}_Q\cdot\dd\vect S\,\dd t$ ; o fluxo térmico (uma potência, em watts) através de uma superfície $S$ é $\Phi = \iint_S\vect{j}_Q\cdot\dd\vect S$ .

Exemplos

Exemplo 25.3 (Condutividades)

Metais (os elétrons carregam o calor tanto quanto a corrente — as condutividades acompanham uma à outra): cobre $400\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , alumínio $240\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , aço $50\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ . Sólidos isolantes: concreto $1.5\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , vidro $1\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , tijolo $0.8\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , madeira $0.15\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ . Líquidos: água $0.6\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ . Gases: ar $0.026\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ — e os melhores isolantes, lã de vidro ou espuma a $0.04\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , são em sua maior parte ar parado, aprisionado para que não possa convectar. Quatro ordens de grandeza do cobre ao ar.

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