Mecanismo de transferência de calor

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Mecanismo de transferência de calor

A condução consiste na transferência de calor através de uma substância de uma zona a temperatura mais elevada, para uma zona a temperatura mais baixa por choque mútuo entre os átomos ou moléculas permitindo que as partículas rápidas provenientes de altas temperaturas transmitam energia cinética às mais lentas.

Numa transferência de energia por condução não há, portanto, transporte de matéria,mas sim interação entre partículas.

A transmissão do calor através dos metais realiza-se por um mecanismo de condução uma vez que estes possuem eletrões livres nos átomos, que contribuem para a condução térmica. Por este motivo os metais são bons condutores térmicos.

Os líquidos e os gases são piores condutores do que os sólidos metálicos uma vez que as partículas que os constituem estão mais afastadas umas das outras do que nos sólidos metálicos, não sendo por este motivo tão fácil de transferir o calor por condução.

O valor do calor transferido por um mecanismo de condução é diferente para as várias substâncias e é determinado pela designada Lei de Fourier, em homenagem a Joseph Fourier (1768-1830), que em 1822 estabeleceu a referida lei.

A convecção é um processo pelo qual o calor é transferido de um local para outro de um fluído, pelo próprio movimento de partículas desse fluído. É um mecanismo de transferência de calor típico dos meios fluídos (líquidos e gases), já que só nestes há possibilidade de deslocação do meio em que se propaga o calor. Existem dois tipos de convecção: convecção natural ou espontânea e convecção forçada.

Na convecção natural, o movimento ocorre resultante da força da gravidade (peso). A parte quente do fluído dilata-se, torna-se menos densa e sobe. Por sua vez a parte mais fria do fluído desce, indo ocupar o lugar deixado pela parte quente.Este é um processo que ocorre na maioria dos sistemas domésticos de aquecimento de água tais como as caldeiras e os cilindros de água quente. Na convecção forçada o movimento do fluído é imposto por meios exteriores como por exemplo bombas e aspiradores. Além da condução e da convecção, o calor pode ainda ser transmitido por radiação. A radiação é energia sob a forma de ondas eletromagnéticas visíveis e invisíveis que se propagam através do espaço, envolvendo campos elétricos e magnéticos que vibram em direções perpendiculares entre si e à direção de propagação, não necessitando de meio de suporte. A existência de ondas eletromagnéticas foi demonstrada pelo físico alemão Heinrich Hertz. Este realizou ensaios durante muitos anos. Em 1866 conseguiu, no seu laboratório, gerar ondas eletromagnéticas, que tinham propriedades idênticas às que Maxwell prognosticara.Todo o corpo, desde que esteja a uma temperatura superior à temperatura ambiente, emiten radiação. Quanto maior for a temperatura do corpo, maior será a energia irradiada. Um corpo quando atingido por uma radiação, reflete uma parte, transmite outra através dele e a restante parte é absorvida. Esta última energia contribui para um aumento da temperatura do corpo uma vez que há um aumento da sua energia interna. A energia associada às radiações solares possui diversas aplicações, nomeadamente em agricultura,