O que é condução térmica?
A condução térmica refere-se à transferência de energia térmica devido a um objeto com temperaturas diferentes. Para que a energia térmica seja transferida usando condução, não deve haver movimento do objeto como um todo. A energia térmica sempre se move da de maior concentração para a menor - ou seja, do quente para o frio. Portanto, se uma parte de um objeto estiver quente, o calor será transferido por condução térmica para a parte mais fria desse objeto. A condução térmica também ocorrerá se dois objetos diferentes de temperaturas variadas estiverem se tocando.
As partículas - como átomos e moléculas - de um objeto com alta energia térmica se moverão mais rapidamente do que as de um objeto com baixa energia térmica. Quando as partículas são aquecidas, elas podem se mover e colidir umas com as outras, transferindo energia. No caso de muitos sólidos, as partículas vibram mais rapidamente, causando a vibração das partículas ao redor. Quando a energia térmica é transferida, as partículas em movimento mais rápido diminuem a velocidade, tornando-se mais frias, e as partículas em movimento mais lento se movem mais rapidamente, tornando-se mais quentes. Isso continuará até que o objeto alcance o equilíbrio térmico.
Um exemplo de condução térmica é uma panela de metal no fogão. As partículas da fonte de calor se movem e transferem energia térmica para as partículas do metal, fazendo com que elas se movam mais rapidamente. À medida que as partículas na panela se movem mais rapidamente, a panela fica mais quente. Além disso, as partículas na panela transferem seu calor para os alimentos ou líquidos dentro da panela. Isso permite que os alimentos cozinhem ou o líquido ferva.
A taxa em que um objeto transfere calor pela condução é chamada de condutividade térmica. Um objeto com baixa condutividade transferirá o calor mais lentamente que um objeto com alta condutividade. É por isso que algumas substâncias são usadas como isolantes, enquanto outras são usadas em aplicações como cozinhar. Em geral, os sólidos são melhores condutores de calor do que os líquidos e gases. Além disso, os metais geralmente são melhores condutores térmicos do que as substâncias não metálicas.
A condução térmica causada pela movimentação de elétrons é mais eficiente do que a condução causada pela vibração. A razão pela qual os metais são bons condutores de calor e eletricidade é porque eles têm muitos elétrons capazes de se mover. Os elétrons, no entanto, geralmente não vão muito longe ao conduzir energia térmica, mas colidem e transferem energia térmica para outros elétrons próximos, que podem colidir e transferir energia térmica para outros elétrons próximos a eles. O resultado é um método eficiente de transferência de energia que fornece a essas substâncias alta condutividade térmica.