Em qual dos meios o calor se propaga por convecção 2 pontos água madeira vidro metal plástico

Falar a respeito do tema calor ainda pode trazer confusão para algumas pessoas. Em termologia, calor está ligado à transferência de energia térmica de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura, ou seja, calor é a energia em trânsito. Para melhor assimilação, vamos ao seguinte exemplo:

Vamos imaginar que, em um sistema isolado (dentro de uma caixa de isopor, por exemplo), foram colocados dois objetos. O objeto A, à temperatura de 200°C; e o objeto B, à temperatura de 20ºC. De acordo com a lei zero da termodinâmica, com o passar do tempo, a temperatura do objeto A diminui enquanto que a temperatura do objeto B aumenta, até que ambos atinjam a mesma temperatura, ficando em equilíbrio térmico. A energia que se transferiu do objeto A para o objeto B é chamada de calor ou energia térmica.

Tópicos deste artigo

• 1 - Mapa Mental: Calor
• 2 - Transmissão de Calor
• 3 - Condução
• 4 - Convecção
• 5 - Irradiação

Mapa Mental: Calor

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Transmissão de Calor

Para que ocorra troca de calor, é necessário que ele seja transferido de uma região a outra através do próprio corpo, ou de um corpo para outro. Existem três processos de transferência de calor estudados na termologia, são eles: condução, convecção e irradiação. A irradiação é a propagação de ondas eletromagnéticas que não precisam de meio para se propagar, enquanto que a condução e a convecção são processos de transferência que necessitam de um meio material para se propagar.

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Condução

Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, as moléculas do corpo mais quente, colidindo com as moléculas do corpo mais frio, transferem energia para este. Esse processo de condução de calor é denominado condução. No caso dos metais, além da transmissão de energia de átomo para átomo, há a transmissão de energia pelos elétrons livres, ou seja, são os elétrons que estão mais afastados do núcleo e que são mais fracamente ligados aos núcleos, portanto, esses elétrons, colidindo entre si e com átomos, transferem energia com bastante facilidade. Por esse motivo, o metal conduz calor de modo mais eficiente do que outros materiais.

Convecção

Da mesma forma que o metal, os líquidos e os gases são bons condutores de calor. No entanto, eles transferem calor de uma forma diferente. Esta forma é denominada convecção. Esse é um processo que consiste na movimentação de partes do fluido dentro do próprio fluido. Por exemplo, vamos considerar uma vasilha que contenha água à temperatura inicial de 4°C. Sabemos que a água acima de 4ºC se expande, então ao colocarmos essa vasilha sobre uma chama, a parte de baixo da água se expandirá, tendo sua densidade diminuída e, assim, de acordo com o Princípio de Arquimedes, subirá. A parte mais fria e mais densa descerá, formando-se, então, as correntes de convecção. Como exemplo de convecção temos a geladeira, que tem seu congelador na parte de cima. O ar frio fica mais denso e desce, o ar que está embaixo, mais quente, sobe.

Irradiação

Podemos dizer que a irradiação térmica é o processo mais importante, pois sem ela seria praticamente impossível haver vida na Terra. É por irradiação que o calor liberado pelo Sol chega até a Terra. Outro fator importante é que todos os corpos emitem radiação, ou seja, emitem ondas eletromagnéticas, cujas características e intensidade dependem do material de que é feito o corpo e de sua temperatura. Portanto, o processo de emissão de ondas eletromagnéticas é chamado de irradiação. A garrafa térmica é um bom exemplo de irradiação térmica. A parte interna é uma garrafa de vidro com paredes duplas, havendo quase vácuo entre elas. Isso dificulta a transmissão de calor por condução. As partes interna e externa da garrafa são espelhadas para evitar a transmissão de calor por irradiação.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física

*Mapa Mental por Rafael Helerbrock
Mestre em Física

A condução térmica, também chamada de difusão térmica, é um tipo de propagação de calor que acontece num meio material decorrente das agitações das moléculas.

Com o aumento da temperatura de um corpo sólido (seja por aquecimento ou contato com outro), a energia cinética também aumenta. Isso resulta numa maior agitação das moléculas.

Ilustração das agitações das moléculas por meio da condução térmica

Lembre-se que o calor é a troca de energia que ocorre entre dois corpos. Assim, para se atingir o equilíbrio térmico (mesma temperatura), o corpo mais quente aquece o corpo mais frio através da transferência de energia térmica.

Além da condução térmica, existem mais duas formas de propagação do calor: a convecção térmica (por correntes de convecção) e a irradiação térmica (por ondas eletromagnéticas).

Isolantes e Condutores Térmicos

A condução térmica depende do material utilizado, visto que alguns conduzem mais energia térmica que outros.

Como o próprio nome indica, um isolante térmico isola a passagem de calor. Os mais utilizados são: plástico, borracha, madeira, lã, isopor, dentre outros.

Por sua vez, os condutores térmicos facilitam a passagem de calor, pois possuem grande condutibilidade térmica. O condutor térmico mais comum é o metal.

Exemplo

Quando estamos fazendo comida, ao mexer na panela com uma colher, devemos escolher uma de plástico ou madeira. Isso porque elas são isolantes térmicos, os quais impedem a passagem de calor.

Por outro lado, uma colher de metal (alumínio, ferro, etc.) não é isolante térmico e conduz o calor rapidamente pelo material.

Ilustração do processo de condução térmica

Sendo assim, com o calor emitido pela chama do fogão, a colher fica quente logo, o que pode causar queimaduras na pele.

Isso explica porque a maioria das panelas são feitas de metais e os cabos de plástico ou madeira. Sendo assim, o metal possui maior capacidade de conduzir calor e, portanto, aquece rapidamente a comida.

Leia também:

• Calor e Temperatura
• Calorimetria
• Convecção Térmica
• Irradiação Térmica
• Propagação de Calor
• Calor Específico
• Calor Latente
• Calor Sensível

Lei da Condução Térmica

A Lei de Fourier determina o fluxo de calor na condução térmica. Ela considera a quantidade de calor recebida pelo corpo, o tempo, a temperatura, a área e espessura do material.

Lei de Fourier

Sua fórmula é:

onde,

Q: quantidade de calor
Δt: variação do tempo
K: coeficiente de condutibilidade térmica do material
A: área da superfície
Δθ: variação da temperatura
L: espessura do material

Exercícios de Vestibular com Gabarito

1. (PUC-RS) No inverno, usamos roupas de lã baseados no fato de a lã:

a) ser uma fonte de calor.
b) ser um bom absorvente de calor.
c) ser um bom condutor de calor.
d) impedir que o calor do corpo se propague para o meio exterior.
e) n.d.a

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Alternativa d) impedir que o calor do corpo se propague para o meio exterior.

2. (PUC-SP) Analise as afirmações referentes à condução térmica:

I – Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapidamente, pode-se introduzir nele um espeto metálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom condutor de calor.

II – Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na forma de calor) do corpo humano para o ambiente, devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser um bom isolante térmico.

III – Devido à condução térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de madeira colocada no mesmo ambiente.

Podemos afirmar que:

a) I, II e III estão corretas.
b) I, II e III estão erradas.
c) apenas I está correta.
d) apenas II está correta.
e) apenas I e II estão corretas.

Ver Resposta

Alternativa e) apenas I e II estão corretas.

3. (Mackenzie) Dos processos a seguir, o único onde praticamente todo o calor se propaga por condução é quando ele se transfere:

a) do Sol para a Terra.
b) da chama de um gás para a superfície livre de um líquido contido num bule que está sobre ela.
c) do fundo de um copo de água para um cubo de gelo que nela flutua.
d) de uma lâmpada acesa para o ar que a cerca.
e) de um soldador para o metal que está sendo soldado.

Ver Resposta

Alternativa e) de um soldador para o metal que está sendo soldado.

Estude com mais exercícios sobre temperatura e calor.

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

Em qual dos meios de calor se propaga por convecção?

Em qual dos meios O calor se propaga por convecção vácuo Madeira água vidro metal?

Em qual dos meios de calor se propaga a condução?

Quais são os processos de transferência de calor?