Transmissão de Calor
Definição de Calor: Calor é energia térmica em trânsito
motivada por uma diferença de temperatura, sendo
sempre transferida do meio mais quente para o meio mais
frio.
Tipos de Transmissão: é dada de três maneiras
por condução, por convecção e por irradiação.
1. Condução térmica É a propagação de calor em que a
energia térmica passa de partícula para partícula, sem
transporte de matéria. Ocorre principalmente nos metais
(condutores térmicos).
São exemplos de isolantes térmicos: água, gelo, ar, lã, isopor,
vidro, borracha, madeira, serragem, etc.
• Aplicações de isolantes térmicos:
Exemplo1: Os iglus, embora feitos de gelo,
impedem a condução de calor para o meio
externo. Elevando, assim sua temperatura
interna.
Exemplo2: As roupas de frio são um
exemplo de isolante térmico; o ar que
fica retido entre suas fibras dificulta a
condução de calor. Os pelos dos
animais e a serragem também são bons
isolantes térmicos porque retêm ar.
2. Convecção térmica É a propagação
de calor com transporte de matéria.
Ocorre somente nos líquidos e
gases.
Exemplo1: Água no fogo.
A água quente na parte inferior,
menos densa, sobe, enquanto a água
fria na parte superior, mais densa,
desce.
Esse movimento de água quente e
água fria, chamado de corrente de
convecção, faz com que a água se
aqueça como um todo.
Exemplo2: Ar condicionado.
Para facilitar o resfriamento de uma
sala, o condicionador de ar deve ser
colocado na parte superior da mesma.
Assim, o ar frio lançado, mais denso,
desde, enquanto o ar quente na parte
inferior, menos denso, sobe (corrente
de convecção).
Exemplo3: Geladeira.
Para facilitar o resfriamento da geladeira,
o congelador deve ser colocado na parte
superior da mesma. Assim, o ar frio
próximo ao congelador, mais denso, desce,
enquanto o ar quente na parte inferior, menos
denso, sobe (corrente de convecção).
Exemplo5: Brisa litorânea: De dia, o ar junto à areia se aquece e,
por ser menos denso, sobe e é substituído pelo ar frio que estava sobre
a água. Assim, forma-se a brisa que sobra do mar para a terra, a brisa
marítima.
À noite, o ar junto à água, agora mais aquecido, sobe e é substituído
pelo ar frio que estava sobre a areia. Assim, forma-se a brisa que
sopra da terra para o mar, a brisa terrestre.
Inversão térmica
A inversão térmica é um fenômeno meteorológico
facilmente visto a olho nu nas grandes cidades como
São Paulo ou Nova York, principalmente no inverno.
É aquele facho de luz cinza alaranjado que divide o
céu
um
pouco
antes
de
anoitecer.
Para entender o fenômeno é preciso ter em mente o
seguinte: o ar quente, menos denso e mais leve,
tende a subir e o ar frio, mais denso e pesado, tende
a descer.
Durante a maioria dos dias, o movimento do ar na
atmosfera é vertical e linear. O ar quente, fruto da ação
dos raios solares no solo, sobe para dar lugar ao ar frio.
Nesse movimento, os poluentes, que são mais quentes
e menos densos que o ar, sobem ainda mais e se
dispersam.
Para que ocorra a inversão térmica é preciso alguns
fatores específicos como baixa umidade do ar (comum
nos invernos paulistanos, por exemplo). O fenômeno
pode ocorrer em qualquer época do ano, mas fica mais
intenso nas épocas de noites longas, com baixas
temperaturas e pouco vento.
Mas o que efetivamente acontece com a inversão
térmica?
Quando chega o final da tarde de um dia de inverno
em São Paulo, os raios solares tornam-se mais difusos e
frágeis, assim o solo da cidade se resfria rapidamente.
E conseqüentemente, o ar próximo do solo se resfria
rapidamente. Aquele ar quente que ainda está na
atmosfera continua a subir, mas o ar frio próximo ao
solo, por ser mais denso e pesado, fica parado. Assim a
temperatura cai ainda mais e os poluentes, que
normalmente são "levados" pelo ar quente, acabam
retidos na camada mais baixa da atmosfera.
• Veja a ilustração abaixo para entender melhor:
• Conseqüências funestas
Quando ocorre a inversão térmica, os poluentes, que
normalmente iriam se dispersar acompanhando o ar quente
liberado na terra, ficam presos. A faixa cinza alaranjada é a
conseqüência
visível
do
fenômeno.
É comum nos invernos paulistanos vários moradores
apresentarem problemas de saúde, afinal a poluição
atmosférica torna-se mais intensa. Entre os efeitos dos
poluentes, é constatado que o monóxido de carbono,
que sai dos escapamentos dos veículos, causa
disfunções do miocárdio; o dióxido de enxofre,
problemas respiratórios. Além desses dois poluentes,
várias partículas inaláveis prejudicam a circulação
vascular do corpo humano, ampliando as chances, por
exemplo, de aumento da pressão arterial.
3. Irradiação térmica É a propagação de calor através de
ondas eletromagnéticas, principalmente os raios
infravermelhos (chamados de ondas de calor). Ocorre
inclusive no vácuo.
Exemplo1: A estufa de plantas é feita de vidro, que é
transparente à energia radiante do Sol e opaco às ondas
de calor emitidas pelos objetos dentro da estufa. Assim, o
interior da estufa se mantém a uma temperatura maior do que
o exterior.
Exemplo2: Na atmosfera terrestre também ocorre o efeito
estufa. O gás carbônico (CO2) e os vapores de água
presentes no ar funcionam como o vidro: são
transparentes à energia radiante que vem do Sol, mas
opacos às ondas de calor emitidas pela Terra. Em virtude
do aumento considerável de veículos, indústrias e fontes
poluidoras em geral, os níveis de gás carbônico e outros
gases têm aumentado na atmosfera terrestre. Isso já
provocou um aumento na temperatura média da Terra
de 1°C, e previsões para um aumento de 1,8°C a 4°C
para os próximos 50 anos.
GARRAFA TÉRMICA:
A garrafa térmica tem por finalidade evitar as propagações de
calor. Ela é constituída por uma ampola de vidro com faces
espelhadas (as faces espelhadas evitam a irradiação). A ampola tem
parede dupla de vidro com vácuo entre elas (o vácuo evita a
condução e a convecção). Externamente, uma camada de plástico
protege a ampola.
EXERCICIOS
A PARTIR DA PÁGINA 142
QUESTÕES:
130, 131, 132, 133, 137, 138, 139, 140, 144,
145, 146, 147, 148.