Cientistas descobriram exceção para uma lei da física de mais de 200 anos que rege como o calor se difunde através de materiais sólidos
Cientistas da Universidade de Massachusetts, Amherst, nos EUA, encontraram uma novidade surpreendente sobre como o calor se move através de materiais sólidos, desafiando uma lei científica estabelecida há mais de 200 anos.
Formulada pelo matemático e físico francês Jean Baptiste Joseph Fourier em 1807, a lei de Fourier (também chamada de lei da condução térmica), que explica como o calor é conduzido através de sólidos, foi desafiada em uma escala nanométrica nas últimas décadas.
Agora, pesquisadores questionam se há exceções semelhantes em uma escala maior, especialmente em materiais transparentes como polímeros translúcidos e vidros inorgânicos.
Cientistas se surpreendem com experimentos de condução térmica
Esses materiais, por serem translúcidos, permitem a passagem de certos comprimentos de onda de luz, que não são totalmente absorvidos, mas dispersos pelas impurezas na estrutura. Isso levou os cientistas a considerar se o calor também poderia viajar através desses materiais na forma de radiação térmica, além da condução tradicional.
Para investigar essa hipótese, os pesquisadores conduziram experimentos em uma câmara de vácuo, eliminando a possibilidade de dissipação de calor através do ar. Eles aqueceram tiras dos materiais de teste com pulsos de laser e mediram como o calor se espalhava por cada material usando diferentes métodos.
Os resultados foram surpreendentes: o aquecimento ocorreu mais rapidamente do que o previsto pela difusão, indicando uma significativa contribuição da radiação térmica nos primeiros momentos após o pulso de calor. Isso sugere que a Lei de Fourier, embora não esteja incorreta, não explica completamente a transmissão de calor em todos os cenários.
Em comunicado, a equipe sugere que materiais translúcidos irradiam calor internamente porque imperfeições estruturais atuam como absorvedores e fontes de calor, permitindo que o calor se propague de ponto a ponto em vez de se difundir lentamente.
Eles acrescentam que suas descobertas, descritas em um artigo publicado na revista PNAS, podem ajudar os engenheiros a projetar novas estratégias para o gerenciamento de calor em materiais translúcidos, agora que seu estudo fornece uma compreensão expandida de como o calor se espalha em sólidos.
Por Flavia Correia
