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Condução térmica nos metais e na madeira

Nesta videoaula comparamos a condução térmica dos metais e das madeiras, justificando a escolha desses materiais na produção de utensílios do cotidiano.

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Transcrição de vídeo

RKA - Olá! Nesta aula, vamos falar sobre a condução térmica nos metais e na madeira. A condutividade térmica nada mais é que a capacidade dos materiais em conduzir calor. Os materiais que possuem valores mais altos de condutividade térmica, são bons condutores de calor. Já os que possuem valores mais baixos, são maus condutores de calor e, por isso, podem ser utilizados como isolantes térmicos. A condutividade é uma característica específica de cada material, e que sofre grande influência da temperatura. O conhecimento da condutividade térmica dos materiais permite estimar a quantidade de energia que estará envolvida em um processo, ou seja, a quantidade de calor que será conduzida e, consequentemente, auxilia na seleção e no dimensionamento adequado dos materiais para realizar alguma tarefa, ou compor alguma ferramenta ou equipamento. Os metais são excelentes condutores de calor em relação a outros materiais, mas a condutividade térmica pode variar consideravelmente de um metal para o outro. A condutividade térmica da prata é de 426 watts por metro kelvin [W/(m·K)]. Este é um dos metais com os maiores valores de condutividade. Portanto, a prata é um ótimo condutor térmico, o que lhe confere grande aplicabilidade em atividades que precisam desta característica, como em pastas térmicas, utilizadas na manutenção de computadores para dissipar o calor. Elas são desenvolvidas para recobrir as superfícies térmicas dos processadores, preenchendo todas as microlacunas entre as superfícies, de forma a eliminar o ar que fica retido nesses pequenos espaços, o que permite que o calor seja retirado do aparelho. O cobre é o melhor condutor térmico depois da prata, com condutividade igual a 398 W/(m·K). Essa característica, aliada ao preço mais barato do cobre, faz dele um material muito utilizado nas indústrias, nos equipamentos trocadores de calor. O cobre também é usado para o aquecimento da água nos chuveiros elétricos e nos aquecedores solares. Viu como a condutividade térmica está presente em nosso dia a dia, tanto em nossa casa, como nas indústrias? Mas vamos ver mais alguns exemplos. Um uso mais doméstico de metal com boa condutividade térmica é em panelas. Já percebeu que grande parte das panelas que estão em nossas cozinhas esquentando sua comida é feita de metal? Isso porque, utilizando um metal bom condutor, você não precisa esperar tanto tempo para sua comida ficar pronta. O calor atravessa as paredes da panela de forma mais rápida por condução, se espalha uniformemente pela superfície e se propaga através dos alimentos para cozinhá-los. Por essa razão, cobre é usado nos fundos de muitos utensílios de cozinha. No entanto, em virtude do alumínio ser um material com o preço mais acessível e com boa condutividade térmica, só mais baixa que a da prata e do cobre, é o metal mais utilizado na fabricação das ferramentas presentes em nossas cozinhas, além das panelas. Outro metal, na verdade, uma liga metálica, muito presente em nossa casa, é o aço. Ele está presente em grelhas, churrasqueiras, cafeteiras e até nos eletrodomésticos. Apesar de ter uma condutibilidade térmica de 50,2 W/(m·K), o que é bem abaixo dos outros metais que já falamos aqui, ele vem sendo muito utilizado nos últimos anos, também por outras características, como a alta resistência à corrosão e a baixa rugosidade, o que facilita a limpeza dos utensílios e diminui a proliferação de bactérias. Mas se os bons condutores são muito utilizados por nós, os maus condutores também têm suas aplicações. E a madeira é um destes materiais. Devido a sua condutividade térmica que está entre 0,12 e 0,4 W/(m·K), o que é muito baixo, ela é usada para o conforto térmico em habitações e em barcos, por isso ela é muito utilizada em projetos de arquitetura e design. Além disso, a madeira tem uma importante função isolante protetora, que podemos perceber também em nossos utensílios de cozinha. Se os espetos dos churrascos, as panelas, as colheres, os garfos, as facas e as tampas são feitos de metal, você só consegue manuseá-los, mesmo quando estão no fogo, porque na extremidade destas ferramentas, há uma parte de madeira. Lembre-se: os cabos dos espetos, das panelas, de colheres, garfos, facas e tampas são feitos de madeira. E não podemos esquecer da colher de pau. O churrasqueiro só consegue abrir a churrasqueira, que está a todo vapor, porque a alça dela tem madeira. É por causa do uso da madeira que nós conseguimos ficar em contato com esses materiais que estão com temperaturas adversas. Outro exemplo bem presente em nossa vida é o palito de fósforo. Já havia pensado nisso? Tem gente que nem usa mais palito de fósforo, mas esses utensílios ainda são muito comuns em diversas casas e têm uma grande importância para acender o fogo dos fogões. Por serem feitos de madeira, a pessoa que acendeu o fósforo consegue conduzir a chama em segurança até a boca do fogão. Viu como a escolha de alguns materiais para compor nossos equipamentos de uso diário, ou nem tão diário assim, não é aleatória? Até a nossa próxima aula.