Transferência de calor

De que forma o calor pode ser transferido de um corpo para outro?

Leia o resumo animado para compreender os conceitos de condução, convecção e radiação.

Condução

• É um processo de transferência de calor no qual cada molécula transfere sua energia para a molécula vizinha.

Convecção

• É um processo no qual a transferência de calor ocorre devido a um movimento de translação das moléculas.

• Ocorre principalmente nos líquidos e gases, pois nesses estados da matéria as partículas têm mais liberdade de movimento.

• Em um geladeira, as moléculas do ar em contato com o congelador se resfriam, tornam-se menos densas e tendem a descer. Enquanto isso, as moléculas da parte inferior, a uma temperatura um pouco mais elevada, tendem a subir. Esse movimento de partículas continua até que a temperatura da geladeira fique uniforme.

A chama está próxima de apenas uma das extremidades do metal. Então, essa extremidade recebe o calor e o transfere, molécula a molécula para a outra extremidade.

Observações

• O processo da condução ocorre principalmente nos materiais sólidos.

• Quando uma panela se aquece (aumenta sua temperatura) como um todo quando colocada sobre uma chama de fogão, está ocorrendo a condução do calor.

• No processo de condução não há movimento de translação das moléculas, apenas vibração em torno de uma posição de equilíbrio.

• A condução pode ser mais rápida ou mais lenta, dependendo das propriedades do material. Em geral, os metais são bons condutores de calor e a transferência é mais rápida. O plástico, a madeira e a borracha são considerados isolantes térmicos, pois a condução é mais lenta.

Nesta animação é possível observar que a condução no metal é mais rápida do que na madeira. Por esse motivo, em geral, os cabos de panela são feitos de materiais maus condutores de calor.

Representação da convecção que ocorre em uma geladeira.

Representação da convecção que ocorre em uma serpentina. Ao passar próximo da chama, a água se aquece (aumenta a temperatura) e tende a subir, tanto pelo cano quanto no interior da caixa d'água. A água menos quente (temperatura mais baixa) que está na parte inferior da caixa, tende a descer. Essa circulação permanece até que a temperatura da água na caixa d'água fique uniforme.

Um exemplo de radiação é a transferência de calor do Sol para a Terra. As reações nucleares que ocorrem no Sol "produzem" ondas eletromagnéticas que são transmitidas à Terra através do espaço interestelar onde é vácuo.

Radiação

• Na radiação a transferência de calor se dá através de ondas eletromagnéticas.

• Em geral, a frequência que possibilita o fenômeno da radiação está na faixa do infravermelho.

• Diferentemente da condução e convecção, que são processos que envolvem vibração ou movimentação de matéria, a radiação pode ocorrer no vácuo.

Os ventos, também conhecidos como correntes de convecção, são um exemplo da transferência de calor. O ar mais próximo do asfalto se aquece (aumenta a temperatura) e tende a subir. Surgem então, correntes de ar vindas de outros pontos para ocupar esse espaço de maior rarefação.

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Concepções Espontâneas: Obstáculos à Aprendizagem da Física?

O que são?

As concepções espontâneas são ideias intuitivas que todos nós desenvolvemos sobre a Física ao longo da vida, baseadas em nossas experiências cotidianas.

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Embora essas concepções possam ser úteis em alguns casos, elas frequentemente se apresentam como obstáculos à aprendizagem formal da Física. Isso ocorre porque muitas delas são incorretas ou incompletas, levando a dificuldades na compreensão de conceitos físicos mais complexos.

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