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.
