Condutância térmica de contato

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Em física, condutância térmica de contato ou xondutância térmica de contacto é o estudo da condução térmica entre corpos sólidos em conta(c)to. O coeficiente de conta(c)to térmico, h_c, é uma propriedade indicando a condutividade térmica, ou habilidade em conduzir calor, entre dois corpos em contato. O inverso desta propriedade é a propriedade da resistência térmica de conta(c)to.

Definição[editar | editar código-fonte]

Quando dois corpos sólidos entram em conta(c)to, tal como A e B na Figura 1, o calor flui do corpo mais quente para o corpo mais frio. A partir da experiência, o perfil de temperatura ao longo dos dois corpos varia, aproximadamente, como mostrado na figura. A queda de temperatura é observada na interface entre as duas superfícies em conta(c)to. Este fenômeno é dito ser um resultado de uma resistência térmica de conta(c)to existindo entre as superfícies em conta(c)to. A resistência térmica de conta(c)to é definida como a razão entre esta queda de temperatura e o fluxo de calor médio através da interface.[1]

De acordo com a lei de Fourier, o fluxo de calor entre os corpos é encontrado pela relação:

q=-kA\frac{dT}{dx} (1)

onde q é o fluxo de calor, k é a condutividade térmica, A é a área da se(c)ção tranversal e dT/dx é o gradiente de temperatura na direção do fluxo.

Das considerações de conservação de energia, o fluxo de calor entre os dois corpos em contato, corpos A e B, é encontrado por:

q=\frac{T_1 - T_3}{\Delta x_A/(k_A A)+1/(h_c A) + \Delta x_B/(k_B A)} (2)

Pode-se observar que o fluxo de calor está diretamente relacionada à condutividade térmica dos corpos em conta(c)to, k_A e k_B, a área de conta(c)to, A e a resistência térmica de conta(c)to, 1/h_c, a qual, como previamente notado, é o inverso do coeficiente de condutância térmica, h_c.

Importância[editar | editar código-fonte]

A condutância térmica de conta(c)o é um importante fator numa variedade de aplicações, principalmente porque muitos sistemas físicos contém uma combinação mecânica de dois materiais. Alguns dos campos onde a condutância térmica de conta(c)to é importante são:[2] [3] [4]

Fatores que influenciam a condutância de conta(c)to[editar | editar código-fonte]

Fig. 2: Uma ampliação da interface entre duas superfícies em conta(c)to. A qualidade final é exagerada por causa do argumento.


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Referências[editar | editar código-fonte]

  1. Holman, J. P.. Heat Transfer, 8th Edition. [S.l.]: McGraw-Hill, 1997.
  2. Fletcher, L. S.. (November 1988). "Recent Developments in Contact Conductance Heat Transfer". Journal of Heat Transfer.
  3. Madhusudana, C. V.; Ling, F. F.. Thermal Contact Conductance. [S.l.]: Springer, 1995.
  4. Lambert, M. A.; Fletcher, L. S.. (November 1997). "Thermal Contact Conductance of Spherical Rough Metals". Journal of Heat Transfer.