No aquecimento de um corpo, geralmente usa-se uma fonte térmica de calor constante, isto é, a fonte fornece ao corpo uma quantidade de calor por unidade de tempo. Assim, o fluxo de calor (ϕ) que a fonte fornece de maneira constante é definido como sendo o quociente entre a quantidade de calor (Q) que atravessa uma superfície (de área A) e o respectivo intervalo de tempo (Δt).
Vamos considerar uma placa de material condutor homogêneo conforme a figura acima, cujas superfícies de área A, distanciadas por uma espessura e, ficam mantidas a temperaturas θ1 e θ2, sendo que θ1 > θ2. Constata-se que o fluxo de calor nela estabelecido é proporcional à área A, à diferença de temperatura Δθ (Δθ = θ1 – θ2) e ao inverso da espessura 1/e.
Diz a Lei de Fourier: num regime estacionário de condução, o fluxo de calor, num material homogêneo e condutor, é:
- diretamente proporcional à:
- área A da seção transversal;
- diferença de temperatura Δθ entre as extremidades.
- inversamente proporcional à espessura e (ou distância entre as extremidades).
Matematicamente podemos escrever a Lei de Fourier através da seguinte equação:
Onde K = coeficiente de condutibilidade térmica, que depende das características do material. A unidade mais usual do coeficiente de condutibilidade é cal/s.cm.°C. No Sistema Internacional de Unidades é J/s.m.K.
Dessa forma, podemos dizer que quanto maior for o coeficiente de condutibilidade térmica de um material, maior será a quantidade de calor que pode ser conduzida em uma determinada situação.
