16/05/2022 Física

O que é propagação de calor?

Escrito por Hexag Educação @hexagmedicina
O que é propagação de calor?

A melhor definição para calor certamente é a de que se trata de “energia em trânsito”. Isso porque, na termologia, esse conceito refere-se à transferência de energia térmica de um corpo que apresenta temperatura mais elevada para um corpo com temperatura inferior. No artigo a seguir explicaremos o processo de propagação.

O que é calor? 

Antes de abordar especificamente a propagação do calor, é fundamental conceituá-lo. Como já citamos, na termologia calor se refere à transferência de energia térmica de um corpo com a temperatura mais alta para um corpo com a temperatura mais baixa. Logo, o calor nada mais é do que energia em trânsito. 

Para entender mais claramente, é interessante ter um exemplo. Imagine uma caixa de isopor, ela será um sistema isolado. Foram colocados dentro da caixa dois objetos. O objeto A apresenta a temperatura de 200°C. O objeto B está com a temperatura de 20°C. 

Segundo a lei zero da termodinâmica, no decorrer do tempo, a temperatura do objeto A irá cair até que ele e o objeto B fiquem em equilíbrio térmico. A energia transferida do objeto A para o objeto B é o que chamamos de calor, também pode ser chamado de energia térmica. 

Como a propagação de calor acontece?

A propagação de calor nada mais é do que a troca de calor. Para que haja troca de calor é necessário que essa energia seja transferida de uma região a outra ou então de um corpo a outro. Na termologia são estudados três processos de transferência de calor, sendo eles: condução, convecção e irradiação. 

A irradiação consiste na propagação de ondas eletromagnéticas que não demandam um meio para se propagar. Por sua vez, a convecção e a condução necessitam de um meio material para que possam se propagar. Abaixo falaremos mais sobre esses processos. 

O que é condução?

Ao colocar dois corpos com temperaturas distantes em contato, se inicia o processo de transferência de energia do corpo mais quente para o mais frio. As moléculas do corpo mais quente colidem com as moléculas do corpo mais frio, transferindo energia do primeiro para o segundo. Esse processo é o que se chama de condução de calor.

Os metais são reconhecidos como excelentes condutores de calor porque, além da transmissão de energia átomo para átomo, realizam a transmissão de energia pelos elétrons livres.

Os elétrons livres são aqueles que se encontram mais afastados do núcleo e que, por isso, têm uma ligação mais fraca com ele. Logo, esses elétrons colidem entre si e com átomos, transferindo energia bem facilmente. É por isso que o metal é um excelente condutor de calor. 

Mais exemplos de condução: 

– Aquecimento de uma colher de metal deixada sobre uma panela;

– Aquecimento da roupa através do uso do ferro de passar elétrico;

– Aquecimento do cabo de metal de uma panela. 

O que é convecção?

Líquidos e gases também são considerados ótimos condutores de calor. Porém, a sua forma de transferir calor é diferente da dos metais. Esse processo é o que se chama de convecção e se caracteriza por ser realizado através da movimentação de partes do fluido dentro do próprio fluido. Para entender, vamos começar considerando uma vasilha que possui água à temperatura inicial de 4ºC.

A água acima de 4°C se expande. Dessa forma, se colocarmos a água em uma vasilha que está no fogo, perceberemos que a parte de baixo da água se expandirá. A densidade da água diminuirá e, dessa forma, segundo o Princípio de Arquimedes, irá subir.

A parte mais densa e fria vai descer, gerando o que se chama de correntes de convecção. A geladeira é um bom exemplo de convecção, cujo congelador fica na parte de cima. O ar frio se torna mais denso e desce. Já o ar mais quente embaixo sobe. 

Mais exemplos de convecção 

– Ar-condicionado;

– Correntes de ar atmosférico;

– Aquecedores. 

O que é irradiação?

O processo de irradiação térmica é crucial para o ser humano, pois sem ele se tornaria quase impossível a vida em nosso planeta. O calor liberado pelo Sol chega à Terra por meio de irradiação. Além disso, todos os corpos emitem radiação, isto é, ondas eletromagnéticas. 

As características e intensidade dependem do material de que o corpo é feito, assim como da sua temperatura. O processo de emissão de ondas eletromagnéticas recebe o nome de irradiação. Um exemplo prático de irradiação térmica é o da garrafa térmica, cuja parte interna é constituída por uma garrafa de vidro com paredes duplas. Entre essas paredes há vácuo. 

É essa configuração que torna difícil a transmissão de calor por condução. A parte interna e a parte externa da garrafa são espelhadas de forma a impedir que o calor seja transmitido através da irradiação. 

Mais exemplos de irradiação:

– Placas solares;

– Fogo na lareira;

– Alimentos assados no forno. 

Gostou de saber mais sobre propagação de calor? Confira mais conteúdos como este navegando pelo blog do Hexag Medicina!

Retornar ao Blog