Condutância térmica de contato

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Em física, condutância térmica de contato é o estudo da condução térmica entre corpos sólidos em contato. O coeficiente de contato térmico, , 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 contato.

Definição[editar | editar código-fonte]

Quando dois corpos sólidos entram em contato, 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 orpos varia, aproximadamente, como mostrado na figura. A queda de temperatura é observada na interface entre as duas superfícies em contato. Este fenômeno é dito ser um resultado de uma resistência térmica de contato existindo entre as superfícies em contato. A resistência térmica de contato 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:

(1)

onde é o fluxo de calor, é a condutividade térmica, é a área da seção tranversal e 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:

(2)

Pode-se observar que o fluxo de calor está diretamente relacionada à condutividade térmica dos corpos em contato, e , a área de contato, e a resistência térmica de contato, , a qual, como previamente notado, é o inverso do coeficiente de condutância térmica, .

Importância[editar | editar código-fonte]

A condutância térmica de contato 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 contato é importante são:[2] [3] [4]

Fatores que influenciam a condutância de contato[editar | editar código-fonte]

Fig. 2: Uma ampliação da interface entre duas superfícies em contato. A qualidade final é exagerada por causa do argumento.


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Referências

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