Propagação(transmissão) do calor Prof. Victor Física | 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 calor É 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 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

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.