Certamente terá notado que, mesmo tendo sistemas de climatização em sua casa, existem certos elementos que podem parecer muito frios ou muito quentes, consoante o caso, o que se deve à capacidade que têm de transferir calor a diferentes taxas, conhecida como condutividade térmica dos materiais.
Na Inditer somos uma empresa líder na indústria de permutadores de calor, com mais de uma década de experiência no setor, fornecendo soluções à medida das necessidades dos nossos clientes. Neste artigo, apresentamos-lhe toda a informação necessária sobre a condutividade térmica.
O que é a condutividade térmica?
A condutividade térmica é uma propriedade física dos materiais que mede a sua capacidade de conduzir o calor. Refere-se à capacidade de uma substância transmitir a energia cinética das suas moléculas a outras substâncias adjacentes.
- É uma grandeza intensiva inversamente relacionada com a resistividade térmica.
- A condutividade térmica varia consoante o tipo de material.
- Em metais puros, costuma manter-se aproximadamente constante com a temperatura.
- Mede-se em watts por metro kelvin (W/m·K) no Sistema Internacional.
O que é a condutividade térmica dos materiais?
A condutividade térmica dos materiais mede a sua capacidade de transferir calor para outras substâncias em contacto com eles.
- Nos sólidos metálicos, o calor é transmitido através de eletrões livres.
- Os sólidos não metálicos costumam ser isolantes térmicos.
- Os metais apresentam elevada condutividade térmica.
- Os metais parecem mais frios ou mais quentes devido à sua rápida transferência de calor.
- Transferem calor rapidamente.
- Absorvem ou cedem calor ao corpo ou ao ambiente.
- A madeira é um mau condutor térmico.
- A sensação térmica depende da capacidade de transferência de calor.
Características da condutividade térmica
- Depende da composição e da estrutura do material.
- Os metais têm elevada condutividade térmica.
- Os polímeros costumam atuar como isolantes.
- Pode variar com a temperatura.
- A presença de defeitos estruturais influencia.
A condutividade térmica é específica de cada material e é fundamental em aplicações industriais.
Como conhecer a condutividade térmica dos materiais?
Pode ser determinada através de métodos de medição baseados na transferência de calor através de uma lâmina do material.
Normalmente, mede-se a uma temperatura padrão de 300 K para permitir a comparação entre materiais.
Fatores como pressão, geometria, superfície e mudanças de fase podem influenciar a condutividade térmica.
Benefícios da condutividade térmica
Transferência eficiente de calor
Os materiais com elevada condutividade térmica permitem dissipar calor de forma rápida e eficiente.
Melhoria da eficiência energética
Contribuem para reduzir perdas térmicas e melhorar a eficiência energética de edifícios e sistemas.
Conceção de permutadores de calor
São fundamentais no fabrico de permutadores de calor industriais.
Otimização de processos industriais
Permitem controlar temperaturas em processos industriais e melhorar a eficiência produtiva.
Condutividade térmica do cobre
O cobre apresenta uma condutividade térmica de aproximadamente 372–385 W/m·K, sendo um dos melhores condutores térmicos.
- Elevada transferência de calor.
- Utilização em permutadores de calor.
- Excelente condutor elétrico.
- Elevada durabilidade e resistência.
Condutividade térmica do alumínio
O alumínio tem uma condutividade térmica entre 80 e 230 W/m·K.
- Permutadores de calor.
- Utensílios de cozinha.
- Radiadores e climatização.
- Condutores elétricos.
Condutividade térmica da prata
A prata é o melhor condutor térmico conhecido, superando até o cobre.
- Aplicações elétricas especializadas.
- Utilização limitada devido ao seu elevado custo.
Condutividade térmica do ouro
O ouro apresenta uma condutividade térmica de aproximadamente 318 W/m·K.
- Elevada capacidade de transmissão térmica.
- Apenas superado por cobre e prata.
Na Inditer, utilizamos materiais de elevada condutividade térmica nos nossos permutadores de calor, otimizando a transferência térmica entre fluidos.