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PROPRIEDADES TÉRMICAS 301
de condutividade térmica entre os três grupos de materiais não são tão acentuadas
como as diferenças de condutividade elétrica.
Nos metais, o aumento de temperatura aumenta a energia média e a
velocidade dos elétrons e dos fônons, enquanto a distância média entre colisões
diminui e os dois efeitos praticamente se cancelam. Por esta razão, a
condutividade térmica dos metais puros (exceto para temperaturas muito baixas)
varia pouco com a temperatura.
No caso dos materiais cerâmicos densos, isto é, isentos de poros, a
condutividade térmica geralmente diminui com o aumento da temperatura.
Este é o caso, por exemplo, do BeO, do MgO e do Al 2 O 3 . Outros materiais
cerâmicos, tais como ZrO 2 estabilizada e densa, sílica fundida e materiais
refratários contendo poros apresentam aumento da condutividade térmica
com a temperatura. O comportamento em cada caso pode ser explicado analisando-se
o efeito da temperatura em cada fator da relação mencionada anteriormente.
Exercícios
1. Estime a energia necessária para aquecer de 20 a 100°C 2 kg dos seguintes
materiais: alumínio (c p = 900 J/kg K), aço 1025 (c p = 486 J/kg K), vidro
comum de sílica (c p = 840 J/kg K) e polietileno (c p = 2100 J/kg K).
2. Em um dia frio, as partes metálicas de um carro causam maior sensação de
frio que as partes de plástico, mesmo estando na mesma temperatura. Justifique.
3. Trilhos de trem são feitos de aço 1025 e foram instalados numa época do
ano que a temperatura média era 10°C. Normalmente, cada trilho tem 11,9 m
(39 pés) de comprimento e são instalados com uma folga de 4,6 mm (0,18
polegadas). Calcule a máxima temperatura que pode ser tolerada sem introduzir
tensões. O coeficiente de dilatação térmica linear do aço utilizado é
12,5 10 -6 (°C) -1 .
4. Uma barra de latão será utilizada em uma aplicação que mantém as suas
extremidades fixas. Considere a barra livre de tensões a 20°C e calcule a
máxima temperatura que pode ser suportada sem que a tensão ultrapasse 170
MPa. Considere o valor do módulo de elasticidade do latão como sendo 10 5
MPa e o seu coeficiente de dilatação térmica linear como 20,0 10 -6 (°C) -1 .
5. Justifique as afirmativas a seguir: