Propagação de calor

O calor é uma forma de energia que está em constante trânsito de um corpo para o outro, de uma região à outra. Esta forma de energia é responsável pela ocorrência de vários fenômenos físicos tais como dilatação de sólidos e expansão dos gases.

A transferência desse tipo de energia ocorre pode ocorrer por três processos físicos: Condução, Convecção e Irradiação.

Condução - Na transferência de calor por condução, o calor é transferido de molécula à molécula/átomo por átomo do material de uma região à outra. Assim, uma barra de ferro, por exemplo, quando aquecida em uma de suas pontas conduz o calor de uma para a outra, ao decorrer do tempo. Isto acontece pelo fato de o calor ser conduzido pelo material da barra de uma extremidade a outra.

Isto ocorre porque os átomos do material quando aquecidos começam a vibrar mais intensamente, se agitar mais. E este movimento em torno de sua posição é transferido para os demais átomos do material. Dessa maneira o calor é transferido pelo material de uma região até a outra.

Portanto, o que caracteriza a propagação de calor por condução é a transferência de calor através de um meio sem deslocar matéria, ou seja, sem que parte do material que compõe o objeto seja deslocado de um ponto a outro.

Convecção - Quando o calor migra de um local para outro juntamente com um montante de matéria dizemos que a troca de calor ocorre por convecção. Um exemplo, dessa troca de calor é quando uma massa de ar quando aquecida sai de uma região para outra quando aquecida. Na natureza vemos um exemplo desse por meio das brisas marítimas. Estas brisas acontecem quando o ar atmosférico sobre as águas do mar está mais fria que o ar sobre o continente. Desse modo, esse ar quente sobre o continente sobe para a atmosfera enquanto a pressão atmosférica empurra o ar presente no mar para a terra, por esta razão durante o dia os ventos sopram do mar para a terra.

Um outro exemplo, pode ser observado ao ferver água em um recipiente transparente. Quando a água entra em efervescência, parte que está próxima ao fogo sobe enquanto parte da água mais fria desce ao fundo do recipiente e esse movimento gera correntes de água, correntes de convecção, no interior do recipiente. Dessa maneira, não só o calor fornecido pela chama é fornecido a água mas também é transmitido de uma região à outra juntamente com parte do líquido que é deslocado.   

Devido a propagação de calor por convecção, os ar condicionados são instalados em lugares altos dentro de ambientes fechados como salas de aulas. Pois lançam ar frio, mais denso que ar quente, na parte superior do ambiente e esse desce “empurrando” o ar quente de baixo para cima, gerando correntes de convecção.

Em todas as situações citadas anteriormente, há correntes de convecção que são os movimentos dos fluídos de uma região para outra devido a diferença de temperatura e de densidade entre distintas regiões do espaço.

Irradiação Térmica - Ao nos aproximarmos de uma fogueira, sentimos o calor que por ela é liberado. Porém, como o ar é péssimo condutor de calor a maior parte do calor que sentimos é transmitido por irradiação térmica, ou seja, por ondas eletromagnéticas. Estas ondas, possuem características físicas peculiares como frequência. E nem toda onda eletromagnética o ser humano consegue ver, devido a sua frequência. Em outras palavras, ondas eletromagnéticas são luz.

Como ondas, elas transmitem energia em vez de matéria. Desse modo, quando dois corpos trocam calor entre si sem intermédio de um meio material como o Sol e a Terra, já que há um “vácuo” entre ambos, o calor é transferido de um para outro através de ondas eletromagnéticas, isto é, em forma de luz.

Quando o calor é então transferido de um corpo para outro através do espaço sem intermédio de um meio material, diz-se que o calor está sendo transmitido por Irradiação Térmica.