Há duzentos anos, Jean Fourier concebeu a Lei de Fourier, um dos princípios basilares da física termodinâmica. Contudo, apesar de sua longa existência, essa lei não escapou de questionamentos ao longo do tempo.
Originalmente destinada a explicar a transferência de calor entre corpos sólidos, a Lei de Fourier encontrou desafios em escalas nanométricas, onde os átomos e moléculas dominam, identificados por uma equipe de pesquisadores.
Recentemente, acadêmicos da Universidade de Massachusetts Amherst, nos Estados Unidos, revelaram que a Lei de Fourier não se aplica de maneira universal na escala macroscópica.
Detalhes foram publicados na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, destacando a influência da radiação eletromagnética direta em materiais comuns, como plásticos e vidros.
Essas ondas eletromagnéticas, portadoras de energia, desempenham um papel crucial no transporte de calor. Por exemplo, o calor sentido sob a luz solar resulta da radiação eletromagnética propagando-se no vácuo.
Historicamente, a difusão foi considerada o principal mecanismo para explicar a transferência de calor em sólidos. No entanto, pesquisadores exploraram exceções a essa regra em materiais translúcidos, como plásticos e vidros inorgânicos.
Descobriu-se que, embora o calor se difunda através desses materiais, sua translucidez permite também a irradiação de energia, graças a pequenas imperfeições estruturais que se tornam fontes secundárias de calor.
Steve Granick, professor de Ciência e Engenharia de Polímeros na UMass Amherst e autor do estudo, esclarece que a Lei de Fourier não está necessariamente errada, mas sim que não oferece uma explicação completa para todos os fenômenos observados na transmissão de calor.
Para chegar a esses resultados, amostras dos materiais foram inseridas em uma câmara de vácuo para eliminar o ar e evitar transferência de calor por convecção. Os pesquisadores aplicaram um feixe de laser para aquecer uma pequena área em uma amostra, enquanto na outra amostra aqueceram um lado e mantiveram o outro frio.
Utilizando uma câmera infravermelha, eles analisaram a distribuição de calor nas amostras e observaram anomalias durante repetições do experimento, que não podiam ser completamente explicadas pela Lei de Fourier.
Essa exceção à Lei de Fourier pode ter implicações significativas na física moderna. Compreender melhor como o calor se comporta em materiais diversos pode influenciar o design de circuitos térmicos em uma variedade de dispositivos, desde eletrônicos até sistemas de refrigeração, e facilitar melhorias na eficiência energética.
Apesar de não anular a lei, essa descoberta reforça a segurança na física e na química, oferecendo oportunidades para o desenvolvimento de novos materiais e alternativas para aplicações específicas e mais resistentes.
