Tipos de transmissão
Sendo o calor a transmissão de energia térmica, podemos ter três
diferentes formas de ocorrência:
• Transmissão por CONDUÇÃO
• Transmissão por CONVECÇÃO
• Transmissão por IRRADIAÇÃO
Transmissão por condução
Quando uma das partículas de uma substância recebe energia
térmica de uma fonte de calor, seu estado de agitação térmica se
altera.
Consequentemente, essa alteração se transfere de uma partícula
para outra, provocando alteração do estado de agitação de todas
as partículas constituintes da substância em questão.
Condução é o processo de transmissão de calor pelo qual
a energia passa de partícula para partícula.
Aplicações da condução
1. Os esquimós fazem suas casas (iglus) com blocos de gelo,
pois, sendo o gelo isolante térmico, evita a troca de calor por
condução com o ambiente externo.
2. As roupas de lã dos habitantes do deserto isolam seu
corpo, de modo a minimizar as trocas de calor do ambiente
para o corpo, durante o dia, e do corpo para o ambiente, à
noite.
3. No inverno, os pássaros costuma eriçar suas penas para
acumular ar entre elas. Sendo isolante térmico, o ar diminui
as perdas de calor para o ambiente.
Transmissão por convecção
Quando há diferença de temperatura entre duas ou mais porções
de uma substância, ocorre transporte de energia térmica de uma
região para outra por meio do transporte de matéria.
Esse processo de transmissão de calor só ocorre em fluidos
(líquidos ou gases).
Convecção é o fenômeno no qual o calor se propaga por
meio do movimento de massas a temperaturas
diferentes.
Aplicações da convecção
1. Em uma sauna, o ar mais próximo ao forno (localizado no
solo) se aquece e torna-se mais leve (menos denso). Ficando
mais leve que o restante, sobe. Por sua vez, o ar mais frio
localizado na parte de cima, como é mais denso, desce,
trocando de posição com a porção mais quente.
Aplicações da convecção
2. Uma massa de água contida em uma panela, ao ser
aquecida pela chama do fogão, recebe calor na parte de
baixo do recipiente. A água nesta região, ao ficar menos
densa, sobe e troca de posição com a porção mais fria na
parte de cima da panela. Desta forma, após algum tempo,
toda a água contida na panela estará na temperatura
desejada.
Aplicações da convecção
3. No refrigerador de uma porta, o congelador é colocado na
parte superior, pois o ar mais quente que subir será resfriado
e trocará de posição com o ar mais frio, dando origem às
chamadas correntes de convecção no interior do
eletrodoméstico.
Aplicações da convecção
4. A água, tendo alto calor específico, sofre variações de
temperatura relativamente pequenas. Desse modo, na praia,
a terra se aquece mais do que o mar durante o dia. O ar
aquecido, em contato com a terra, sobe e produz uma região
de baixa pressão, liberando espaço para o ar frio que está
sobre o mar se movimentar, surgindo a brisa marítima. À
noite, ao perder calor, a terra resfria-se mais do que o mar. O
processo se inverte e temos a brisa terrestre.
Aplicações da convecção
5. Nas grandes cidades, a convecção é um fenômeno
importante para a dispersão dos poluentes. Os gases
eliminados pelos escapamentos dos veículos e pelas
chaminés das indústrias, estando mais quentes que o ar das
camadas superiores da atmosfera, sobem e se diluem. No
inverno, é comum o ar poluído próximo ao solo estar mais
frio, o que dificulta sua dispersão por convecção,
aumentando a concentração no ar que respiramos.
Transmissão por irradiação
Um tipo de energia que não necessita de meio material para se
propagar é chamada energia radiante.
A transmissão da energia radiante ocorre por meio das ondas
eletromagnéticas. Entre os diversos tipos, a responsável pela
transmissão do calor é a onda infravermelha.
Irradiação é um processo de propagação de energia por
meio de ondas eletromagnéticas. No caso do calor, ondas
infravermelhas.
Aplicações da irradiação
1. Estufa de plantas
Trata-se de uma construção geralmente com paredes e teto de
vidro. O chão da estufa normalmente é pintado de preto. Dessa
forma, a energia radiante proveniente do Sol penetra através do
vidro e é absorvida pelo fundo escuro. No entanto, uma pequena
parte desta parte é novamente irradiada. Este processo mantém a
temperatura no interior da estufa praticamente constante, sendo
importante principalmente em regiões com pouca incidência solar
direta.
Aplicações da irradiação
2. Efeito estufa
A presença de gases-estufa na atmosfera (dióxido de carbono,
óxido nitroso, metano, água na forma de vapor, entre outros),
constitui uma condição natural que garante à Terra uma
temperatura média adequada à manutenção da vida. O princípio
é o mesmo da estufa de plantas (daí o termo, criado no séc. XIX
pelo químico sueco Svante Arrhenius).
Garrafa térmica
É um dispositivo criado para minimizar as trocas de calor que
podem ocorrer devido aos três processos de transmissão.
A condução é diminuída pelas paredes duplas de vidro, entre as
quais é feito vácuo. A convecção é reduzida por meio da vedação
adequada da garrafa com a tampa própria. E, por fim, as faces
interna e externa da garrafa são espelhadas, a fim de minimizar a
irradiação de calor.