A condutividade térmica aparece em diferentes unidades, dependendo da indústria e da região: a engenharia e a física baseadas em SI usam watts por metro-kelvin (W/(m·K)), a construção nos EUA e o HVAC usam BTU por hora-pé-°F, e algumas referências mais antigas usam a unidade baseada em calorias CGS. Todos eles medem a mesma propriedade material subjacente – a rapidez com que o calor se move através de uma substância – apenas em escalas diferentes. Este artigo explica como cada unidade se relaciona com a unidade base do SI e como a condutividade térmica se conecta ao valor R mais familiar.
W/(m·K) é o fio condutor
Cada unidade de condutividade térmica neste conversor é reduzida a um múltiplo de W/(m·K), a unidade base do SI. Representa a taxa de fluxo de calor através de uma placa de material com 1 metro de espessura, por metro quadrado de área transversal, para uma diferença de temperatura de 1 Kelvin através dela. Uma vez que cada unidade é expressa em W/(m·K), a conversão entre qualquer par — digamos, cal/(s·cm·°C) diretamente para BTU/(hr·ft·°F) — é uma única etapa de multiplicação e divisão através dessa base comum, o mesmo padrão usado pelo Conversor de unidades geral deste conversor.
Por que a construção nos EUA ainda usa BTU/(hr·ft·°F)
Os códigos de construção dos EUA, os cálculos de carga de HVAC e a maioria dos fabricantes de isolamento americanos publicam a condutividade térmica (e seu inverso, valor R) em unidades imperiais porque é sobre isso que o conjunto histórico de padrões de construção e especificações de equipamentos é construído. Um material classificado em 1,7307 W/(m·K) e outro classificado em 1 BTU/(hr·ft·°F) são fisicamente idênticos — o número depende apenas de qual sistema de unidade a folha de especificações foi escrita. Engenheiros que trabalham em projetos internacionais frequentemente precisam fazer conversões entre os dois ao reconciliar materiais fabricados nos EUA com cálculos de projeto baseados em SI.
Condutividade térmica vs. valor R
A condutividade térmica (valor k) mede quão bem um material conduz calor por unidade de espessura; O valor R mede quão bem uma espessura específica desse material resiste ao fluxo de calor. Eles estão inversamente relacionados e também dependem da espessura: R = espessura ÷ k. Um material com um valor k baixo (como fibra de vidro a 0,04 W/(m·K)) precisa de menos espessura para atingir um determinado valor R do que um material com um valor k mais alto. Use a Calculadora de valor R depois de saber a espessura e o valor k de um material para encontrar seu valor R de isolamento, ou a Calculadora de calor específico e Calculadora de transferência de calor para cálculos de fluxo de calor relacionados.