Processos de Transmissão de Calor

TRANSMISSÃO DO CALOR

Já aprendemos que o calor é uma forma de energia em trânsito, isto é, uma transmissão de energia que ocorre sempre do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.

Estudaremos três formas de transmissão de calor:

1. Condução;
2. Convecção;
3. Radiação.

 1 – Condução

Esse tipo de transferência de calor ocorre principalmente nos materiais sólidos que se encontram em contato.

A imagem abaixo mostra uma barra de ferro que está sendo aquecida. Repare que as partículas da região da barra próxima à chama encontram-se bem mais agitadas (vibração) devido a energia (calor) que está sendo transferida pela chama. A energia de vibração (calor) delas, vai sendo transferida às partículas vizinhas e assim por diante até atingir a outra extremidade da barra.  

 Na figura acima o calor é transferido até a mão da pessoa pelo processo de condução. Note que na condução térmica, as partículas não saem do lugar. Ocorre apenas o transporte de energia, isto é de calor.

No vídeo abaixo podemos ver um exemplo da condução de calor

 2- Convecção

Ocorre entre os gases e os líquidos. Na figura abaixo podemos ver que as moléculas de ar frio descem, levando consigo o calor (frio). Enquanto descem, as moléculas de ar frio vão esquentando (recebendo calor) até que a um certo momento elas sobem, são resfriadas pelo ar condicionado e novamente descem. Este movimento de subir e descer é denominado corrente de convecção ou corrente convectiva.

 A figura a seguir mostra outro exemplo de convecção.

 Na chaleira, as moléculas de água na parte inferior recebem o calor da chama e sobem levando o calor com elas. Ao chegarem na parte de cima tomam o lugar das moléculas frias que descem e recebem o calor da chama, retornando para a parte de cima da chaleira, dando origem às correntes de convecção.

Obs: Na convecção térmica as partículas saem do lugar, levando com elas o calor (energia).

No vídeo a seguir, podemos observar como ocorre o processo de convecção térmica:

 3- Radiação

Vamos imaginar a seguinte experiência: Vamos colocar a lâmpada da figura abaixo dentro de um recipiente de vidro no qual retiramos todo o ar (vácuo).

 Apesar de não haver ar nem material sólido dentro do recipiente, podemos sentir o calor da lâmpada que é transferido através do vácuo dentro do recipiente. Este calor não é transferido nem por condução e nem por convecção. Este tipo de transferência de calor é chamado de radiação térmica ou radiação. Logo o processo de transferência de calor através do vácuo é chamado de radiação.

O calor do Sol que atravessa o espaço (aonde existe vácuo) e chega até nós é transferido por radiação. Este calor é transferido por uma onda chamada onda eletromagnética.

O calor do Sol chega a Terra através das ondas eletromagnéticas.

No vídeo abaixo, vejamos um exemplo de radiação térmica:

 A luz, o raio X, o raio Gama, as radiações infravermelhas, as micro-ondas, as ondas de rádio são exemplos de ondas eletromagnéticas.

 Sentimos o calor do Sol, porque as ondas eletromagnéticas emitidas pelo Sol chegam a nossa pele e uma parte delas é absorvida produzindo a sensação de calor, ou seja a energia dessas ondas é absorvida pelo nosso corpo.

 Qualquer corpo que esteja aquecido produz ondas eletromagnéticas, assim uma fogueira, você, um ferro de passar ligado produzem ondas eletromagnéticas.

 O calor da fogueira chega até nós tanto por condução como por convecção e radiação.

 Radiação transmitida pelo corpo humano na faixa do infravermelho.

Nas cenas iniciais do vídeo acima podemos ver as ondas infravermelhas indicando o calor transferido pelo corpo humano.