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2013-09-14T15:43:59Z

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Em [[Física]], '''Gradiente de temperatura''' é uma grandeza utilizada para descrever a [[direção]] e a taxa de variação de [[temperatura]] em uma [[área]] em particular. É uma grandeza expressa em unidades de temperatura por [[unidades de comprimento]]. A unidade do [[Sistema Internacional de Unidades]] (SI) é [[kelvin]] por [[metro]] (K/m)<ref name=Wikipedia>{{cite web|url=http://en.wikipedia.org/wiki/Temperature_gradient|title=Tradução da Wikipédia em Inglês}}</ref>. Formalmente, isso é um [[campo vetorial]] definido como campo [[gradiente]] de um [[campo escalar]]. Assumindo que podemos associar um valor de temperatura em cada ponto do [[espaço tridimensional]] (x,y,z), existirá uma lei "T" do tipo
:<math>T=T(x,y,z) : \mathbb R^3 \to \mathbb R</math>
Se essa função é regular, será possível calcular o gradiente:
:<math>\text{grad}\,T = \nabla T = \left(\displaystyle\frac{\partial T}{\partial x},\frac{\partial T}{\partial y},\frac{\partial T}{\partial z}\right)</math>
O significado físico de tal grandeza vetorial é o gradiente geral de uma função de várias variáveis: A direção do [[vetor (matemática)|vetor]] indica o sentido de maior crescimento de temperatura, enquanto seu [[módulo (função modular)| módulo]] indica a intensidade deste crescimento.<ref name=Wikipedia1>{{cite web|url=http://it.wikipedia.org/wiki/Gradiente_di_temperatura|title=Tradução da Wikipédia Italiana}}</ref>

==Efeitos no Campo==
Se a função T(x,y,z) descreve a distribuição de temperatura de um corpo devido às diferenças de temperatura(suposta finita), dentro deste, o [[calor]] flui diretamente das zonas de temperatura mais alta para as zonas de temperatura mais baixa. O gradiente de temperatura apresenta um elemento discriminante: empiricamente, é possível observar que o [[fluxo de calor]] é proporcional à norma desse vetor.
Uma vez que o fluxo de calor for na direção oposta do gradiente, que aponta na direção do crescimento de temperatura, teremos:
:<math>\dot Q \propto \Vert\nabla T\Vert</math>
A direção do fluxo não necessariamente coincide com aquela do gradiente: essa equivalência exigiria a [[isotropia]] das propriedades térmicas do corpo submetido ao gradiente de temperatura. Em geral, a [[condutividade térmica]] não será um escalar, mas, sim, um [[tensor]] de categoria 2. A direção do fluxo será, então, dada por:
:<math>\mathbf u_T = \dfrac{k_{\mu\nu}\nabla T}{\Vert k_{\mu\nu}\nabla T\Vert}</math>
Na [[condução térmica]], portanto, é considerado esse novo vetor:
:<math>k_{\mu\nu}\nabla T</math>
que a [[integral]] ao longo de uma superfície fornece o fluxo de calor através dela.<ref name=Wikipedia1 />

==Condução térmica==
[[File:Gradiente de temperatura.png|thumb|right|200px|Gradiente de temperatura relacionado à condução térmica]] Ao mantermos uma extremidade de um bastão a uma alta temperatura e a outra extremidade a uma baixa temperatura, ocorrerá a condução de energia através do bastão, partindo do mais quente para o mais frio. Numa situação estacionária, isso também ocorre, porém, a variação de temperatura é linear. Isso significa que há uma taxa de variação de temperatura, dT/dx, ao longo da barra, chamada de gradiente de temperatura, o que, pela Lei de Fourier

: <math>q_x = - k \frac{d T}{d x}</math>

onde (incluindo as unidades [[Sistema Internacional de Unidades|SI]])

: <math>q_x</math> é o [[fluxo de calor]] <nowiki>[</nowiki>[[Watt|W]]·m−2<nowiki>]</nowiki>

: <math>k</math> é a [[condutividade térmica]] do material <nowiki>[</nowiki>[[Watt|W]]·m−1·[[Kelvin|K]]−1<nowiki>]</nowiki>

: <math>\frac{d T}{d x}</math> é, exatamente, o gradiente de temperatura <nowiki>[</nowiki>[[Kelvin|K]]·m−1<nowiki>].</nowiki>

<ref name=Conducao>{{cite web|url=http://pt.wikipedia.org/wiki/Condu%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmica|title=Wikipédia - Condução térmica}}</ref>: <ref>{{citar livro|autor=A. Tipler, P.; Mosca, G.|título= Física para cientistas e engenheiros, Volume 1: Mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica |ano=2009|editora=LTC|isbn=8521617100}}</ref>

==Clima e temperatura==

Diferenças de temperatura do ar entre diferentes locais são fundamentais na [[previsão do tempo]] e clima. A absorção de luz solar na superfície planetária, ou próxima a ela, aumenta o gradiente de temperatura e pode resultar em ´[[convecção]] (importante processo na formação das nuvens, normalmente associada a precipitação. Similarmente, em uma base global e anual, as dinâmicas da atmosfera e dos oceanos podem ser entendidas como uma tentativa de reduzir a grande diferença de temperatura entre os pólos e o equador, redistribuindo as [[massas de ar]] e água quentes e frias. <ref name=Wikipedia /> Essa diferença de temperatura é conhecida como gradiente de temperatura global. .<ref name=conveccao>{{cite web|url=http://www.tpub.com/weather2/3-2.htm|title=Convecção no interior do planeta}}</ref>
Frentes meteorológicas são regiões em que o gradiente de temperatura horizontal pode atingir valores relativamente altos, já que, estas são limites entre [[massas de ar]] com propriedades bastante distintas.
Claramente, o gradiente de temperatura pode mudar substancialmente durante o tempo como resultado de aquecimento ou resfriamento diurno ou sazonal, por exemplo. Isso acontece principalmente durante uma [[inversão térmica]].
Outros lugares em que os gradientes de temperatura notáveis podem ser sentidos incluem entradas e saídas de ambientes com ar-condicionado durante um dia quente ou entrada de cavernas e outras áreas fechadas ou com pouca ventilação. <ref name=Wikipedia />
Existe ainda o gradiente de temperatura vertical, que expressa a variação de temperatura conforme a [[altitude]].

{{Referências}}

[[Categoria:Termofísica]]

Gradiente de temperatura - Histórico de revisões

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