Taxa de fluxo de calor

Taxa de fluxo de calor é o quociente da quantidade de calor que atravessa uma superfície durante um intervalo de tempo (fluxo de calor) pela duração desse intervalo. A densidade de taxa de fluxo de calor é o quociente do fluxo de calor que atravessa uma superfície pela área dessa superfície.

A taxa de fluxo de calor entre dois sistemas é medida em watts (joules por segundo).

A equação para a taxa de fluxo de calor é:

$\frac{\Delta Q}{\Delta t} = \frac{-K.A.\Delta T}{x}$ ,

onde:

• ∆Q/∆t é a taxa de fluxo de calor;
• -K é o fator de condutividade térmica (com o sinal negativo);
• A é a área de superfície;
• ∆T é a variação na temperatura
• x é a espessura do material

Observação: ∆T/x é chamado gradiente de temperatura e é sempre negativo porque o fluxo de calor sempre ocorre no sentido de maior energia térmica para o menor.

Exemplo

Supondo que existem dois sistemas com a mesma massa e calor específico. Um sistema A tem uma temperatura média de 500 kelvins e um sistema B tem uma temperatura média de 400 kelvins. Se trinta segundos após os sistemas serem colocados em contato ambos alcançaram 450 K, então a taxa média de fluxo térmico é :

50 J/30 s, ou aproximadamente 1,66 W.

(nota: calor específico e massas = 1)

Referências

• N. Ozisik; Transferência de Calor: Um Texto Básico, Ed. Guanabara, 1990, 661 pgs.
• F. Incropera & Dewitt; Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa, Ed. LTC, 5ª edição, 2003, 698 pgs.

Ver também

• Propagação térmica
• Condução térmica
• Fluxo de calor
• Watt
• Fluxo
• Segunda lei da termodinâmica

Ligações externas

• C.A. Bertulani; Transferência de calor - www.if.ufrj.br
• College Physics for Students of Biology and Chemistry - Heat Flow (em inglês) - www.rwc.uc.edu