Exemplo-36

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4. Equilíbrio Térmico e Leis de Fourier 
Equilíbrio Térmico 
O equilíbrio térmico é uma condição física em que dois corpos ou sistemas que estão 
em contato não trocam mais calor entre si, ou seja, atingiram a mesma temperatura. Isso 
ocorre quando não há mais fluxo líquido de calor entre os corpos. De acordo com o zero 
da termodinâmica, se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro corpo, 
então eles também estarão em equilíbrio térmico entre si. Esse princípio fundamental 
estabelece a base para o conceito de temperatura e a definição de escalas de 
temperatura, como Celsius, Kelvin e Fahrenheit. 
Quando dois corpos estão em contato, o calor flui espontaneamente do corpo com maior 
temperatura para o corpo com menor temperatura até que as temperaturas se igualem. 
Este fenômeno é conhecido como transferência de calor, e a mudança de temperatura 
é a principal característica do processo. Atingindo o equilíbrio térmico, a quantidade de 
calor transferido entre os corpos se iguala e, portanto, o sistema não experimenta mais 
mudanças térmicas. 
A Lei de Fourier é um dos pilares da termodinâmica e descreve como o calor é 
transferido por condução em materiais sólidos. Ela afirma que a taxa de transferência 
de calor através de um material condutor é proporcional ao gradiente de temperatura 
e à área através da qual o calor flui. 
A equação que descreve a Lei de Fourier é dada por: 
q=−k⋅A⋅ΔTΔxq = -k \cdot A \cdot \frac{\Delta T}{\Delta x}q=−k⋅A⋅ΔxΔT 
• qqq é a taxa de fluxo de calor (em watts, WWW), 
• kkk é a condutividade térmica do material (em W/(m⋅K)W/(m \cdot 
K)W/(m⋅K)), 
• AAA é a área da seção transversal do material por onde o calor está fluindo 
(em metros quadrados, m2m^2m2), 
• ΔT\Delta TΔT é a diferença de temperatura entre os dois lados do material 
(em Kelvin, KKK), 
• Δx\Delta xΔx é a espessura do material (em metros, mmm). 
q=−1,4⋅5⋅100,2=−350 Wq = -1,4 \cdot 5 \cdot \frac{10}{0,2} = -350 \, 
Wq=−1,4⋅5⋅0,210=−350W 
• .Questões: 
• O que é o equilíbrio térmico? 
• X a) O estado em que dois corpos trocam calor de maneira constante. 
b) O estado em que dois corpos, em contato térmico, não trocam mais calor 
entre si. 
c) O estado em que a temperatura de um corpo se iguala à do outro, mas o fluxo 
de calor continua. 
d) O estado em que a temperatura de dois corpos é diferente, mas não há fluxo 
de calor entre eles.