Transporte de energia em Física

Condução

A condução é o processo de transferência de calor que se dá de molécula a molécula (ou átomo a átomo), de forma a aumentar sua vibração. Esse processo não ocorre no vácuo, por não possuir matéria.

• Bons condutores de calor – corpos que são constituídos de moléculas bem próximas, de forma a propagar o calor mais rapidamente. Exemplos: todos os metais.
• Maus condutores de calor (isolantes térmicos) – corpos que conduzem o calor por sua extensão mais demoradamente. Exemplos: plástico, borracha, ar, vidro, cortiça.

Lei de Fourier: Definimos fluxo de calor sendo a razão da quantidade de calor de se propaga no corpo pelo tempo. Sua unidade usual é cal/s. Esse fluxo depende dos seguintes fatores:

Assim, temos:

Convecção

O processo de convecção é um processo característico de fluidos (gases, vapores e líquidos). A Convecção ocorre pela formação das chamadas correntes de convecção, que se dá pelos seguintes passos:

• Fluido recebe calor, e se expande
• Assim, sua densidade diminui, e ele fica mais “leve”

•  

  Esse fluido sobe até camadas mais superiores

•  

  O fluido que estava na parte superior, com menor temperatura, desce e ocupa o lugar do fluido que foi recém aquecido

•  

  O processo se repete, resultando em correntes de convecção 

Irradiação (ou radiação)

A Irradiação ou radiação é processo que se dá através de ondas eletromagnéticas. Lembre-se: onda eletromagnética transporta energia sem transportar matéria. Esse é o único processo de transporte de calor que acontece no vácuo. Um dos maiores exemplo no processo de transporte de calor é calor que chega na Terra vindo do Sol.

O sol emite ondas eletromagnéticas em várias faixas do espectro, mas essencialmente: infravermelho, luz visível e ultravioleta, em ordem crescente de frequência (e energia). A radiação que chega à Terra é rica em raios UV (ultravioleta) primordialmente. Os corpos absorvem parte dessa radiação, se aquecem, aumentando sua temperatura. Uma vez aquecidos, eles emitem radiação eletromagnética na faixa do infravermelho, também conhecidas como ondas de calor. Alguns corpos chegam a emitir luz visível, devido às altas temperaturas alcançadas, como uma barra de metal em indústrias de siderurgia. Logo:

• Bom absorvedor -> bom irradiador

Vale frisar: refletir é diferente de irradiar. Refletir é apenas “espelhar” a radiação, como espelhos e a face espelhada de um papel laminado. Irradiar pressupõe que o corpo tenha absorvido parte da radiação emitida sobre ele, sendo essa posterior irradiação na faixa de frequência do infravermelho, por isso, mais baixa.

Corpos negros: corpos que são bons absorvedores de energia e, por isso, bons irradiadores. Se um corpo absorve rapidamente, ele emite rapidamente radiação eletromagnética.