Transferência de calor

A transferência de calor ocorre quando dois ou mais corpos que estão em temperaturas diferentes são colocados em contato, ou em um mesmo local, fazendo com que a energia térmica de um corpo seja transferida para outro.

Esta transferência de calor pode acontecer de três maneiras diferentes, por condução, convecção ou irradiação.

Condução:

Acontece principalmente em meios sólidos e essa forma de transferência de calor ocorre em razão do contato das partículas (átomos, elétrons e moléculas) que formam o corpo. Imagine a seguinte situação: com uma barra metálica em mãos, coloque uma de suas extremidades em uma fonte de calor (uma chama de fogo, por exemplo). Em minutos você perceberá que a outra extremidade da barra estará quente e você não conseguirá segurá-la. Mas o que aconteceu para que a outra extremidade da barra esquentasse? O calor fluiu do ponto mais quente para o mais frio da barra em razão da diferença de temperatura entre as duas pontas da mesma. A transmissão do calor ocorre através da agitação dos átomos que constituem a barra e é transferida sucessivamente de um para outro até que se atinja o equilíbrio térmico.

Convecção:

É o fenômeno da transferência de calor que se observa nos fluidos, gases e líquidos, e acontece em razão da diferença de densidade do fluido. Esse tipo de transferência de calor pode ser observado nos condicionadores de ar. Esses aparelhos são colocados na parte superior de uma sala de forma proposital, pois o ar frio que é mais denso que o ar quente do ambiente desce e o ar quente sobe para ser refrigerado, formando, dessa maneira, as correntes de convecção. Esse é o princípio da refrigeração dos alimentos nas geladeiras.

 Irradiação:

A condução e a convecção são formas de propagação de calor que para ocorrer é necessário que haja meio material, contudo, existe uma forma de propagação de calor que não necessita de um meio material (vácuo) para se propagar, esta é a irradiação térmica. Esse tipo de propagação do calor ocorre através dos raios infravermelhos que são chamadas ondas eletromagnéticas. É dessa forma que o Sol aquece a Terra todos os dias, como também é o meio que a garrafa térmica mantém, por longo tempo, o café quentinho em seu interior.

E a garrafa térmica?

 

A garrafa térmica é um dispositivo cuja finalidade principal é manter constante, por maior intervalo de tempo, a temperatura de seu conteúdo.

Para tanto, as paredes desse sistema são praticamente adiabáticas, ou seja, reduzem consideravelmente as trocas de calor entre seu conteúdo e o meio externo.

Com a finalidade de isolar termicamente o conteúdo de uma garrafa térmica do meio ambiente, adotam-se os seguintes procedimentos:

as paredes internas são feitas de vidro, que por ser mau condutor, atenua as trocas de calor por condução;

as paredes internas são duplas, separadas por uma região de vácuo, cuja função é evitar a condução do calor que passa pelas paredes de vidro;

o vidro de que são feitas as paredes internas da garrafa é espelhado, para que o calor radiante seja refletido, atenuando assim as trocas por radiação.

Para evitar as possíveis trocas de calor por convecção, basta fechar a garrafa, pois dessa forma as massas fluidas internas não conseguem sair do sistema.

É evidente que não existe o isolamento térmico perfeito; assim, apesar dos cuidados citados, após um tempo relativamente grande (várias horas), o conteúdo da garrafa térmica acaba atingindo o equilíbrio químico térmico com o meio ambiente.

FONTES PESQUISADAS:

http://www.efeitojoule.com/2010/06/transferencia-de-calor-transferencia.html

http://meuartigo.brasilescola.com/fisica/conducao-conveccao-irradiacao.htm

http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/radiacao-conducao-conveccao.htm

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/vaso-de-dewar/vaso-de-dewar.php