Quando abbiamo studiato la trasmissione del calore per conduzione, abbiamo visto che si verifica questo processo di trasferimento del calore attraverso tutto il materiale attraverso lo scambio di energia tra particelle vicine, cioè tra particelle adiacente. Il meccanismo di conduzione si verifica quando le molecole o gli atomi che si trovano a una temperatura più elevata trasferiscono parte dell'energia alle molecole o agli atomi vicini che si trovano a un'energia inferiore. Quindi, diciamo che l'energia viene trasferita dalla regione ad alta temperatura alla regione a bassa temperatura. La conduzione termica mira all'equilibrio termico del materiale.
Presentiamo ora la legge che regola la conduzione termica, nota anche come legge di Fourier. Prende il nome dallo scienziato che per primo studiò in dettaglio la trasmissione del calore per conduzione.
Nella figura sopra abbiamo una barra di metallo collegata a due contenitori, uno contenente acqua bollente e l'altro contenente una miscela di acqua e ghiaccio. Dalla figura si vede che la barra è isolata lateralmente.
Joseph Fourier, attraverso esperimenti, è riuscito ad osservare che la temperatura varia linearmente in tutta la barra, cioè da un'estremità all'altra. Pertanto, il flusso di calore 
attraverso la barra è proporzionale all'area della sezione A della barra e alla differenza di temperatura, ΔT = Tf - Tio, tra le due estremità; e inversamente proporzionale alla lunghezza, L, della barra. Vedi la figura qui sotto:
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Possiamo definire matematicamente che il flusso di calore non è altro che il quoziente di calore Q trasmessa da una faccia all'altra in un intervallo di temperatura. Quindi il flusso di calore è definito da:
Analiticamente, la legge di Fourier, o legge di conduzione termica, può essere espressa come:
Nell'equazione sopra, K è una costante dipendente dal materiale e si chiama conduttività termica di materiale. Il valore di questo coefficiente è elevato per buoni conduttori di calore; e basso per cattivi conduttori, noti come isolanti termici.
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Legge di Fourier"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-fourier.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
