Propagação de Calor

Por Thyago Ribeiro
Calor é a energia térmica em transito entre corpos que estão a temperaturas diferentes. O calor passa de um corpo para o outro até que seja atingido o equilíbrio térmico.

Condução: é o processo de transmissão de calor feita de partícula para partícula sem que haja transporte de matéria de uma região para outra. O processo de transmissão de calor ocorre principalmente nos sólidos e em especial nos metais, pois estes são bons condutores de calor. Em geral, um bom condutor de eletricidade também é um bom condutor de calor.

Fluxo de calor: o fluxo de calor mede a potência térmica do meio no qual o calor se propaga.

Se os dois extremos de um corpo forem mantidos às temperaturas diferentes haverá fluxo de calor no interior do corpo que pode ser calculado através da equação de Fourier:

a) a condutividade térmica (K) é uma constante de cada substância e, quanto maior seu valor, melhor condutora de calor ela será.

b) Durante o regime estacionário de calor, cada ponto da barra, ao longo de seu comprimento L, apresenta uma temperatura diferente, que diminui gradativamente da maior para menor temperatura.

Convecção

A convecção é o processo de transmissão de calor feita por meio do transporte da matéria de uma região para outra. A convecção é o processo que só pode ocorrer nos fluidos, pois nos sólidos as partículas não podem ser arrastadas.

Consideremos um recipiente contendo água e colocado sobre uma chama. A água contida no recipiente recebe calor da fonte de maneira que o aquecimento ocorre na sua parte inferior. É bom saber que a água é isolante térmico, ou seja, a transmissão de calor por condução é muito baixa.

A cada camada inferior de água, ao se aquecer, sofre dilatação e, consequentemente, a sua densidade diminui.

A água quente, menos densa, sob a água fria, mais densa, desce, ocupando o lugar da primeira, formando assim correntes de convecção.

Todo aquecimento deve ser feito, por baixo, como por exemplo, em aquecedores elétricos

Vamos considerar agora uma geladeira. No congelador, ocorre troca de calor entre o ar interno e as tubulações que transportam essa energia térmica para fora da geladeira.

O ar se aquece nos alimentos e sobe. Em contato com o congelador resfria-se e desce, formando assim as correntes de convecção.

Todo resfriamento deve ser feito por cima do ambiente, como, por exemplo, no congelador da geladeira e ar condicionado.

Irradiação

Consiste na transmissão de calor por meio de ondas eletromagnéticas. Ocorre tanto no vácuo quanto em certos meios materiais como, por exemplo, no ar. Esta é a única forma de transmissão de calor que pode ocorrer no vácuo. A energia térmica que o nosso planeta recebe do sol se propaga exclusivamente por irradiação.

A irradiação consiste nas ondas de calor na faixa de freqüência do infravermelho.