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Termodinâmica.
Transformação de energia

Transferência de calor: mecanismos e tipos de transmissão térmica

Transferência de calor: mecanismos e tipos de transmissão térmica

Definimos transferência de calor como a transmissão de um fluxo de energia na forma de calor de um corpo para outro. Existem diferentes mecanismos para transferir calor, mas em todos eles o calor viaja do corpo quente para o corpo frio de acordo com a segunda lei da termodinâmica.

A transmissão de calor desempenha um papel crucial para o desenvolvimento da vida na Terra. Encontramos muitos exemplos de transferência de calor em nosso dia a dia. Da mesma forma, também é muito importante em muitos processos industriais.

Mecanismos de transferência de calor

Existem três tipos de transferência de calor: condução, convecção e radiação:

  • Condução de transferência de calor: A condução de calor ocorre quando dois objetos em diferentes temperaturas estão em contato direto. O calor passa do objeto quente para o frio através dos pontos de contato.

  • Transferência de Radiação Térmica: Este mecanismo de transferência de calor ocorre através de ondas eletromagnéticas e pode ser transmitido através do vácuo. A quantidade de calor que é transferida depende do comprimento de onda. Esta é a maneira pela qual a radiação solar viaja através do Sistema Solar.

  • Transferência de calor por convecção. O processo de convecção é realizado através de um meio intermediário que transporta energia, geralmente líquidos e gases como ar ou água.

transferência de calor por condução

A transferência de calor por condução ocorre quando duas substâncias estão em contato direto e há uma diferença de temperatura.

O calor flui de partículas com maior energia cinética (temperatura) para partículas menos ricas em energia (mais frias). O fluxo de calor depende da diferença de temperatura ao longo da distância (o gradiente de temperatura) e da resistência interna ao fluxo de calor do material relevante, que é chamado de condutividade térmica ou coeficiente de condutividade térmica. Este princípio é expresso na lei de Fourier.

Exemplo de condução térmica

Um exemplo de transferência de calor por condução é quando tocamos um pedaço de gelo com a mão. O frio que sentimos é porque estamos transferindo calor do nosso corpo para o gelo.

Transferência de calor por radiação

Transferência de energia térmica por radiação. Esta é a transferência de calor entre dois corpos que não estão em contato um com o outro sem o uso de um intermediário. Um corpo é quente e, portanto, emite muita radiação eletromagnética e, portanto, perde calor, e o outro corpo absorve parte da radiação recebida e a converte em calor.

Exemplo de transferência de calor por radiação

Um exemplo de transmissão por radiação é a radiação ultravioleta que vem do Sol. A energia solar é transmitida através do espaço através de ondas eletromagnéticas.

Transferência de calor por convecção

A transferência de calor por convecção é a transferência de calor através do deslocamento de um líquido quente ou gás quente, ou um líquido frio ou gás frio. Quando o calor impulsiona o fluxo, a extensão do fluxo pode ser expressa como o coeficiente de transferência de calor.

Existem dois tipos de convecção térmica:

  • A convecção natural ocorre sem qualquer ajuda artificial. O movimento do fluido é produzido por diferenças de densidade devido à diferença de temperatura.

  • A convecção forçada ocorre quando o movimento do fluido é feito por meio de algum mecanismo artificial, como uma bomba d'água.

Exemplo de transferência de calor por convecção

Um exemplo de transferência de calor por convecção é a operação de um ventilador. Quando o ventilador está funcionando, o ar circulante retira o ar quente que está em contato com a pele e o substitui por ar mais frio.

Outro exemplo de convecção ocorre em um banho quente. O aquecedor elétrico aquece a água aumentando sua energia térmica. A água quente percorre os canos até chegar ao chuveiro, cai sobre nós transmitindo o calor.

Autor:
Data de Publicação: 1 de fevereiro de 2020
Última Revisão: 23 de fevereiro de 2023