https://www.pravaler.com.br/
Tipos de Propagação de Calor
www.todamateria.com.br
A imagem acima ilustra as três formas de transmissão de calor, lembrando que calor é energia térmica em trânsito, motivada pela diferença de temperatura entre dois corpos. Vamos então, conhecer os tipos de propagação do calor: por condução, por convecção e por irradiação.
Condução térmica: A energia calorífica é transmitida por meio de corpos sólidos que aquecem, seja pelo calor do fogo, ou pelo contato com outro mais quente. Assim, quando aquecemos um corpo sólido, a energia cinética aumenta e consequentemente, a agitação das moléculas.
Condutores e isolantes
Considere dois cubos de ferro, um a 10ºC e outro a 30ºC, que não estejam diretamente em contato, porque entre eles foi colocada uma camada de um outro material.
Se por causa disso, o equilíbrio térmico for retardado, dizemos que esse material é um isolante térmico.
Não existe um material que isole de modo perfeito e impeça completamente a troca de calor, mas há materiais que, na prática, retardam bastante essa troca.
Esses materiais são bons isolantes térmicos. Entre eles podemos citar a cortiça, o isopor, a madeira, o ar, a cerâmica, o vidro e a lã de vidro.
Se, por outro lado, a camada de material colocada entre os cubos permitir a troca de calor, como se os cubos estivessem diretamente em contato, então o material é denominado condutor térmico.
Embora não exista um material que conduza de modo perfeito o calor, há vários exemplos que atuam como bons condutores de calor. Alguns deles são a prata, o cobre, o alumínio, o aço e o latão.
Convecção térmica: esse tipo de transmissão de calor ocorre em substâncias que estejam no estado líquido ou gasoso. Criam-se correntes circulares chamadas de "correntes de convecção", as quais são determinadas pela diferença de densidade entre o fluido mais quente e o mais frio.
Irradiação térmica: por meio das ondas eletromagnéticas ou ondas de calor de um corpo ocorre a transferência de energia térmica. Nesse caso, as partículas elétricas de um objeto aumentam, da mesma forma que sua energia cinética.
Exemplos de Propagação de Calor
Condução Térmica
● Aquecimento de uma barra de metal
● Aquecimento de uma colher de metal pousada numa panela
● Aquecimento do cabo de metal de uma panela
● Aquecimento de uma xícara de chá ou café
● Aquecimento da roupa pelo ferro elétrico Convecção Térmica
● Aquecimento de líquidos numa panela
● Geladeira e congelador
● Ar-condicionado
● Aquecedores
● Correntes de ar atmosférico
Irradiação Térmica
● Energia solar
● Placas solares
● Assar alimentos no forno
● Fogo das lareiras
● Estufas das plantas
Vamos conhecer o funcionamento de uma garrafa térmica?
A garrafa térmica é um dispositivo utilizado para conservar a temperatura do conteúdo em seu interior. Para isso, ela possui mecanismos que evitam trocas de calor. Veja a figura:
Como podemos ver na figura, a garrafa térmica é constituída por duas camadas, como se uma garrafa estivesse dentro da outra e ambas utilizassem o mesmo gargalo. Essas camadas são feitas de um material isolante térmico, normalmente o vidro. Cada uma de suas partes tem uma função:
O vácuo entre as duas camadas tem o objetivo de evitar que ocorra a condução, pois esse processo de troca de calor necessita de um meio material para acontecer;
As superfícies espelhadas das camadas internas evitam que aconteça troca de calor por irradiação térmica, pois elas “refletem” as ondas de calor novamente para que a temperatura seja mantida;
A tampa feita por material isolante evita que haja contato entre o ar e o líquido no interior da garrafa, assim, não ocorre a convecção. Caso houvesse contato do ar com o líquido quente ou frio de dentro da garrafa, o movimento do ar faria com que ocorresse a convecção.
Assim, a garrafa térmica pode conservar a temperatura de qualquer conteúdo colocado em seu interior, estando ele quente ou frio. Teoricamente, seria possível que a temperatura fosse conservada para sempre, sem qualquer alteração, porém, é impossível evitar completamente as trocas de calor.
ATIVIDADES
1. -A respeito dos processos de transmissão de calor, considere:
I. na convecção, o calor é transferido de um lugar para outro tendo como agentes os próprios fluidos;
II. na condução, ocorre a transferência de energia cinética entre as partículas;
III. na irradiação, o calor é transmitido sob a forma de ondas eletromagnéticas.
É correto o contido em:
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) I e II, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
2.- Profissionais da área de saúde recomendam o uso de roupas claras para a prática de exercícios físicos, como caminhar ou correr, principalmente no verão. A preferência por roupas claras se deve ao fato de que elas:
a) absorvem menos radiação térmica do que as roupas escuras.
b) refletem menos a radiação térmica do que as roupas escuras.
c) absorvem mais a radiação térmica do que as roupas escuras.
d) impedem a formação de correntes de convecção com maior facilidade do que as roupas escuras.
e) favorecem a condução do calor por apresentarem maior condutibilidade térmica do que as roupas escuras.
3. - Uma das razões que faz a água, próxima à superfície livre de alguns lagos, congelar no inverno, em regiões de baixas temperaturas, é o fato de que ao ser resfriada, no intervalo aproximado de 4 °C a 0 °C, ela sofre um processo de dilatação. Com isso seu volume ____________ e sua densidade ____________.
Desprezando os efeitos da irradiação térmica, durante esse resfriamento a água do fundo do lago não consegue atingir a superfície livre, pois não ocorre mais a ____________ e sua temperatura diminuirá, devido ao processo de____________.
As informações que preenchem corretamente as lacunas, na ordem de leitura são, respectivamente:
a) aumenta, diminui, convecção térmica e condução térmica.
b) diminui, aumenta, convecção térmica e condução térmica.
c) aumenta, diminui, condução térmica e convecção térmica.
d) diminui, aumenta, condução térmica e convecção térmica.
e) aumenta, aumenta, condução térmica e convecção térmica.
4- Uma garrafa térmica tem paredes prateadas e duplas com vácuo no espaço intermediário. A vantagem de se fabricarem garrafas térmicas assim é porque as paredes prateadas:
a) absorvem o calor e o vácuo é um ótimo isolante térmico.
b) são altamente refletoras e o vácuo, um ótimo isolante térmico.
c) absorvem o calor e o vácuo é um excelente condutor.
d) são altamente refletoras e o vácuo é um excelente condutor.
5. As modernas panelas de aço inox possuem cabos desse mesmo material, que é um __________ condutor de calor. Eles não queimam as mãos das pessoas, porque possuem um formato vazado, facilitando a troca de calor por __________ do ar através deles.
A opção que completa, correta e respectivamente, as lacunas é
a) mau / irradiação.
b) bom / irradiação.
c) bom / convecção.
d) mau / convecção.
RESPOSTAS:
1 – E 2 – A 3 – A 4 – B 5 – C
REFERÊNCIAS:
www.todamateria.com.br
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/oitava_serie/Calor4.php
