Processos de Transferência de Calor

Visão Geral

O calor é a troca de energia térmica entre corpos com temperaturas diferentes. Quando corpos de diferentes temperaturas se encontram, ocorre um processo espontâneo de busca por equilíbrio térmico e, para isso, o calor sempre fluirá dos corpos com maior temperatura para aqueles com menor temperatura.

Resumo

Os três tipos de propagação de calor

Condução

A condução de calor acontece principalmente em sólidos e necessita do contato físico entre corpos de diferentes temperaturas para a energia térmica transitar entre eles.

Ocorre também no interior dos sólidos, quando o contato entre as moléculas permite que elas troquem energia, transferindo parte de seu movimento de vibração para suas vizinhas.

Podemos ver um exemplo desse processo quando o cabo de uma colher de metal superaquece ao ficar repousada em uma panela quente.

A condução é uma das diversas formas de transferência de calor que ocorrem em queimadas e incêndios, como o trágico episódio visto em 2018 no Museu Nacional do Brasil, Rio de Janeiro. O calor se propagou por paredes, barras de ferro, papéis e demais materiais presentes no ambiente. (!)

Convecção

O processo de convecção ocorre em fluidos, como gases e líquidos. Diferentemente da condução, a convecção age por meio da transferência de massa.

Quando há diferenças de temperatura no interior do fluido, formam-se correntes de convecção que transferem calor entre as partes, até que tudo fique com a mesma temperatura.

Um exemplo desse processo é a fervura da água, ou quando uma grande onda de calor chega para elevar os índices de temperatura de um país, como ocorreu na Índia em abril de 2022 – o país registrou as maiores temperaturas em 122 anos, o que causou apagões e férias antecipadas nas escolas. (!)

Radiação

O calor também se propaga por radiação, ou seja, por ondas eletromagnéticas. Emitido por todo corpo com temperaturas acima do zero absoluto, o fluxo de calor por radiação é capaz de propagar-se no vácuo.

Um bom exemplo da transmissão de calor por ondas eletromagnéticas aconteceu em 2013, quando a luz do Sol, refletida por um arranha-céu em Londres, derreteu parte de um carro de luxo que estava estacionado na rua (!).

Nota & Anota

Um exemplo é o uso de panelas de metal para cozinhar alimentos. Quando colocamos uma panela de metal no fogão, o calor é transferido do queimador para a base da panela através do processo de condução.

À medida que a base da panela se aquece, o calor é conduzido pelo metal, aquecendo o conteúdo da panela e cozinhando os alimentos. Outro exemplo é a ventilação e resfriamento de ambientes em dias quentes.

Os ventiladores e sistemas de ar-condicionado funcionam por convecção, onde o ar quente é removido e substituído por ar mais frio, proporcionando conforto térmico.