Resumo de fisica: Propagação de Calor

Nesse resumo veremos os três modos de propagação de calor existentes na natureza. Tal conteúdo vem aparecendo muito pouco nos últimos vestibulares, porém saber esses conceitos podem ser bastante úteis para interpretar enunciado de questões.

1. Condução:

a) Definição:

É o processo de transmissão de calor feita de partícula para partícula sem que haja transporte de matéria de uma região para outra. Ocorre principalmente nos corpos sólidos.

b) Lei de Fourier:

Ao estudar o comportamento de uma propagação de calor através da condução, Joseph Fourier percebeu experimentalmente que a temperatura varia linearmente à medida que se afasta da fonte quente e se aproxima da fonte fria.

Tal estudo gerou a sua própria lei, a qual apresentou uma equação que possibilita calcular o fluxo de calor através da condução, essa equação é apresentada a seguir:

Onde:

ф = fluxo de calor

k = coeficiente de condutibilidade térmica do meio material que conduz calor

A = área da seção transversal do meio que conduz calor

L = comprimento da barra que separa a fonte quente da fonte fria e que realiza a transferência de calor

Lei de Fourier

2. Convecção:

É o processo de transmissão de calor feita por meio do transporte da matéria de uma região para outra, ocorrido devido à diferença de densidade dos líquidos e gases quando estão em diferentes temperaturas.

Observação: Em geral, os líquidos e os gases quando estão quentes são mais leves do que quando estão frios.

3. Irradiação ou Radiação:

Consiste na transmissão de calor por meio das ondas eletromagnéticas, podendo ocorrer tanto no vácuo quanto em meios materiais.

4. Situação real envolvendo as 3 formas de propagação de calor:

Vento do mar para a praia

Durante o dia, a irradiação do sol juntamente com o baixo calor específico faz a areia atingir, com maior facilidade, uma temperatura mais alta que a água do mar.

Pelo processo de condução, o ar que se encontra nas proximidades da areia fica mais aquecido que o ar que se encontra nas proximidades da água do mar.

Desse modo, devido à convecção, o ar quente próximo da areia tende a subir e o ar frio, que se encontra nas proximidades da água do mar, tende a se aproximar da praia, o que gera um vento no sentido do mar para a praia.

Observação: a areia possui menor calor específico que a água do mar, ou seja, a areia tem mais facilidade para variar a temperatura do que a água.