Propagação(transmissão) do calor

Prof. VictorFísica | 2ª Série | Ensino Médio

Como o calor se propaga?

Se propaga de forma espontânea de um corpo de maior temperatura (mais quente) para outro de menor temperatura (mais frio).

Fluxo de calorÉ uma grandeza física definida pela razão entre a quantidade de calor Q que atravessa uma superfície S e o intervalo de tempo para atravessá-la.

Unidades:SI: Usuais:W(watt) cal/s ou kcal/s 1W = J/s

Lei de Fourier.Verificou que o fluxo de calor depende dos seguintes fatores:

Área da superfície; Diferença de temperatura entre os meios 1 e

2. Espessura da parede; Coeficiente de CONDUTIBILIDADE TÉRMICA

(depende da natureza da substância);

A propagação do calor pode ocorrer por três processos diferentes. São eles:

CONDUÇÃO

CONVECÇÃO

IRRADIAÇÃO

CONDUÇÃO TÉRMICA.

É o processo de transmissão de calor em que:

A energia passa ( se desloca) de molécula para molécula;

As partes do corpo(matéria) NÃO sofrem deslocamento;

Ocorre apenas agitação molecular;Ocorre principalmente em sólidos;

Exemplos:

Os metais são bons condutores térmicos.

Os principais isolantes térmicos são: água, gelo, ar, lã, isopor, vidro, borracha, madeira e serragem.

CONVECÇÃO TÉRMICA.

É o processo de transmissão de calor em que:

A energia é transferida através do transporte de matéria;

Só ocorre em líquidos e gases;

Exemplos:Ar condicionado e aquecedor de

ambiente:

Ar condicionado Aquecedor de ambiente

Se você quiser resfriar um ambiente, é ideal instalar o ar condicionado na parte superior de uma peça, pois, o ar frio desce (mais denso) e o ar quente sobe (menos denso) criando assim, uma corrente de convecção.

E para aquecer um ambiente com um aquecedor térmico, qual é a melhor posição de instalação do aparelho?

Brisa marítima:

Durante o dia a energia radiante do sol chega com a mesma potência térmica ao mar e a sua costa continental (areia+edificações+materiais que as compõem). Como o calor específico da água é muito maior que o da costa continental, a temperatura do ar na superfície da costa sobe mais rapidamente que o ar na superfície do mar. Essa diferença de temperatura origina a convecção: uma corrente de ar que vai do mar (mais frio, logo mais denso) vai para a costa(ar mais quente e menos denso).

Brisa terrestre:

Ao anoitecer, a radiação térmica do sol deixa de atingir a costa e o mar, mas os dois continuam a emitir calor para o ar por irradiação e passam a resfriar-se. Como a capacidade térmica da costa é menor que a da água, a perda de calor da costa faz com que sua temperatura abaixe mais rapidamente que a do mar. Com o tempo, a temperatura do ar junto a costa torna-se menor que a do mar e as correntes de convecção invertem de sentido: sopram da costa mais fria para o mar mais quente.

Geladeira:

O congelador que é o responsável pelo resfriamento interno da geladeira, fica na parte de cima. Ele resfria o ar próximo de si. Esse ar frio desce enquanto o ar quente, que está embaixo, sobe. Assim, produzem-se correntes de convecção, que mantém o interior da geladeira em constante resfriamento.

Se ele ficasse na parte de baixo da geladeira, o ar resfriado permaneceria na parte inferior. E o ar que estivesse em cima continuaria quente, pois não desceria para poder ser resfriado pelo congelador.

IRRADIAÇÃO TÉRMICA

É o processo de transmissão de calor em que:

NÃO há transporte de matéria;Ocorre transporte de energia;Não há a necessidade de um meio

material para que ocorra a propagação da energia térmica;

Ocorre emissão de ondas eletromagnéticas (energia radiante);

Exemplos:

A garrafa térmica:

É feita de vidro (mau condutor) com paredes duplas, entre as quais é feito vácuo. Assim, minimiza-se a ocorrência de condução.

A convecção é reduzida ao mínimo por meio da vedação da garrafa com tampa isolante.

As faces externa e interna da garrafa são espelhadas para minimizar a irradiação, de dentro para fora, como de fora para dentro.

Estufa

Chaleira: Por condução o calor do fogo se propaga para a chaleira que está em contato com este e para a água que está em contato com a base da chaleira;

Por convecção a água do fundo da chaleira se aquece, sua densidade diminui (fica mais leve) e ela sobe, enquanto a água fria da superfície (mais densa, pesada) desce para o fundo, gerando uma corrente de convecção;

Podemos perceber que se tirarmos a chaleira do fogo e colocarmos a mão sem tocar embaixo da chaleira sentimos um aumento de temperatura, logo também ocorre a irradiação.

A lareira, o aquece uma sala principalmente por irradiação (fogo), mas também por convecção e condução.