Condução, convecção e irradiação são diferentes processos de propagação do calor. A definição de calor é energia térmica em trânsito, ou seja, está em constante movimentação e transferência entre os corpos do universo. No entanto, para que ocorra transferência de calor entre dois corpos é necessário que ambos possuam diferentes temperaturas, pois dessa forma, o calor irá fluir sempre do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura. Show A condução térmica Tipo de propagação do calor que consiste na transferência de energia térmica entre as partículas que compõe o sistema. Por exemplo: coloca-se uma das extremidades de uma barra metálica na chama de fogo. Após alguns instantes, percebe-se que a outra extremidade também esquenta, mesmo estando fora da chama de fogo. Esse fato ocorre porque as partículas que formam o material receberam energia e, dessa forma, passaram a se agitar com maior intensidade. Essa agitação se transfere de partícula por partícula e se propaga em toda a barra até alcançar a outra extremidade. Esse tipo de transferência ocorre com maior ou menor facilidade dependendo da constituição atômica do material, a qual faz com que ele seja classificado condutor ou isolante de calor. Nas substâncias condutoras esse processo de transferência acontece mais rápido como, por exemplo, nos metais. Já nas substâncias isolantes, como na borracha e na lã, esse processo é muito lento. A convecção térmica É o tipo de propagação do calor que ocorre nos fluidos em geral em decorrência da diferença de densidade entre as partes que formam o sistema. Por exemplo: na geladeira os alimentos são resfriados dessa forma. Como sabemos, o ar quente é menos denso que o ar frio e é por esse motivo que o congelador fica na parte de cima da geladeira. Dessa maneira, formam-se as correntes de convecção: o ar quente dos alimentos sobe para ser resfriado e o ar frio desce refrigerando os alimentos, mantendo-os sempre bem conservados. Essa também é a explicação do porquê o ar condicionador ser colocado na parte de cima de um ambiente. A irradiação térmica A garrafa térmica é construída de forma que os três processos de propagação de calor sejam reduzidos ao máximo. Entre suas paredes há o vácuo, o qual impede a propagação do calor por condução. Estas são espelhadas tanto internamente quanto externamente, de forma que os raios infravermelhos sejam refletidos e por último temos a tampa. Esta última quando bem fechada evita o processo de propagação por convecção. Construída dessa maneira, a garrafa térmica mantém sempre bem quentinho o café ou o chá. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Publicidade Enquanto a Calorimetria estuda
quantitativamente a troca de calor entre corpos de diferentes temperaturas, a Transmissão de Calor estuda o fluxo de energia através dos corpos em função do tempo. Existem 3 maneiras de estudar essas transmissões. 1. Transmissão por Condução A equação que estuda tal fenômeno é: Existem bons condutores de fluxo de calor, como os metais; há também maus condutores, ou isolantes, que dificultam esse fluxo. Em termos dos estados físicos, de maneira geral os sólidos são melhores condutores que os líquidos que, por sua vez, são melhores condutores que os materiais gasosos. 2. Transmissão por Convecção O aquecimento (ou resfriamento) de qualquer parte do fluído causa uma diminuição (ou aumento) localizada da sua densidade. Devido à mobilidade das moléculas nesses meios, esta variação de densidade faz com que ela se movimente dentro do sistema. No caso de ser aquecida a molécula fica “mais leve” e sobe; o inverso ocorre no caso de ser resfriada. Se uma parte do fluído sobe, outra parte terá de descer, provocando correntes que o “misturam” o fluído, aumentando a transferência e a distribuição da temperatura. Estas correntes são chamadas de correntes de convecção. Observações: a. No caso da água no estado líquido, se acionarmos uma chama de maçarico sobre a sua superfície, não haverá correntes de convecção, pois a tendência é que da água aquecida é buscar a superfície, permanecendo portanto onde já está. b. A razão para que os aparelhos de ar condicionado sejam instalados na parte superior do cômodo são as correntes de convecção. O resfriamento da camada superior de ar provoca a sua descida provocando as correntes de convecção. 3. Transmissão por irradiação Enquanto os 2 modos de
transmissão anteriores necessitam de matéria, a transmissão de calor por irradiação pode se propagar no vácuo, ou seja, na ausência de matéria. A transmissão por irradiação transporta a energia térmica por ondas eletromagnéticas, principalmente na região do infravermelho. Ondas eletromagnéticas infravermelhas são ondas de luz que não são visíveis a olho nu. Quando um corpo é atingido por uma irradiação de calor, 3 fenômenos ocorrem: uma parte absorvida, uma parte é refletida e uma outra parte é transmitida através do corpo. Continua após a publicidade O calor irradiado refletido depende principalmente da cor do corpo que o recebe. O calor recebido (não refletido) será tanto maior quando a cor do
corpo se aproximar da cor preta e será tanto menor quando o corpo se aproxima do espelho ideal. 4. Estufa Uma técnica de utilização de vários modos de transmissão de calor aplicada na agricultura é a da estufa. Basicamente trata-se de um edifício bastante envidraçado e fechado para o cultivo de, por exemplo, flores. Do ponto de vista da transmissão de calor, funciona para aumentar a temperatura no interior da estufa. O calor dos raios de Sol atravessa as paredes e o teto envidraçados e aquece todo o interior do ambiente de cultivo. Esse aquecimento é mantido no interior pelo fechamento do recinto, que não deixa a energia térmica escapar. Correntes de convecção são responsáveis pela melhor distribuição da temperatura. Nota: um fenômeno que atualmente ocorre na Terra é o efeito estufa, alvo de intensos estudos, mas ainda sem conclusões definitivas. A emissão constante de gases poluentes, como o dióxido e o monóxido de carbono, o metano, entre outros, forma uma camada a grandes altitudes; esta camada impede a perda de calor para o espaço exterior, provocando, teoricamente, um aquecimento do planeta como um todo. Esse aquecimento provocaria sérios problemas, como o derretimento das calotas polares, aquecimento dos oceanos, dando origem a mudanças climáticas importantes em todo o planeta.
Respostas: 1. a. Continua após a publicidade
Quais os 3 processos de transmissão de calor?Há três mecanismos conhecidos para transferência de calor: radiação, condução e convecção (Fig. 2.13). Como vimos, a radiação consiste de ondas eletromagnéticas viajando com a velocidade da luz.
Quais são as formas de transmissão de calor entre corpos?A transferência de calor de um corpo para outro pode ocorrer por meio de três formas: radiação, condução e convecção. O calor é um tipo de energia que pode ser transferido de um corpo para o outro quando há diferença de temperatura entre eles.
Qual é o processo de transmissão de calor?A propagação de calor pode ocorrer de três modos: por condução, convecção e irradiação. Enquanto a propagação por irradiação se dá mesmo na ausência de matéria (vácuo), a propagação por condução exige o contato entre os objetos que trocarão calor e a propagação por convecção envolve a movimentação da matéria.
Quais são os tipos de calor?Existem dois tipos de calor: o calor sensível e o calor latente. O calor sensível é aquele que é transferido entre os corpos quando há mudanças de temperatura. O calor latente, por sua vez, ocorre quando há transferências de calor, sem que haja mudanças de temperatura.
|