A geração de calor é um processo que envolve o movimento de partículas. Em palavras simples, o calor pode ser explicado pelo funcionamento das moléculas e a energia emitida por elas cria calor ou a energia emitida é convertida em calor.
Por exemplo, quando uma pessoa faz exercícios ou qualquer outra atividade, seu corpo fica aquecido e o suor é produzido. Ou durante o cozimento, quando o alimento fica quente ou aquecido, é simplesmente a transferência de calor, por condução ou convecção.
A razão por trás da transferência de calor é científica; pode parecer fácil e clichê aquecer os alimentos, mas há razões científicas por trás disso. As partículas invisíveis ou microscópicas são carregadas e a energia é criada, a qual é transferida na forma de calor.
O processo de transferência de calor pode ser direto ou indireto, existem vários materiais também nos quais o calor pode ser transferido e, em alguns, não pode ser transferido, por exemplo, nem todos os tipos de plástico não suportam o calor.
Condução vs Convecção
A diferença entre a condução e a convecção é que na condução o calor é transferido diretamente, enquanto o calor da convecção é transferido através do fluido. Ambos levam à emissão de calor, mas existem diferenças no método.
Tabela de comparação entre condução e convecção
| Parâmetros de comparação | Condução | Convecção |
| Definição | Transferência de calor entre dois objetos por contato direto. | Transferência de calor dentro do fluido. |
| Estado da matéria | Sólido | Líquido ou gás |
| Transferência de corrente elétrica | Permite | Não permite |
| Densidade de partículas | Alta densidade | Densidade baixa |
| Taxa de transferência de calor | Lento | Mais rápido |
O que é condução?
A condução é o processo de transferência de calor ou corrente. Condução é a transferência de energia na forma de calor e corrente de um átomo para outro por contato direto.
A condução pode acontecer em todos os três estados da matéria; sólido, líquido e gasoso. A melhor transferência pode ocorrer no estado sólido porque os átomos estão fortemente compactados o que permite a taxa de transferência mais rápida, a densidade das moléculas afeta a taxa de transferência de calor, pelo contrário, líquidos e gases são menos eficientes na transferência de calor. devido à baixa densidade de moléculas.
Existem dois tipos de condução: a condução de calor e a condução de eletricidade.
Condução de calor - quando a temperatura aumenta nas moléculas, uma vibração é produzida e isso causa calor nas moléculas e, em seguida, a transferência de calor é causada dentro das moléculas compactadas. Por exemplo, quando uma almofada de aquecimento é aplicada na pele, ela também causa calor nos músculos.
Condução de eletricidade - acontece devido ao movimento de partículas carregadas por qualquer meio. Este movimento de partículas carregadas causa uma corrente que é transportada por íons ou elétrons carregados. Por exemplo, quando a corrente passa pelos fios, os fios são feitos de metal, que é um bom condutor de eletricidade.
Existem vários fatores que afetam a condução, esses fatores são; a diferença de temperatura, comprimento, área da seção transversal e o material. Cada material tem uma condutividade diferente, por exemplo, alumínio, bronze, cobre, água, etc., terá uma condutividade diferente. Os metais têm a maior condutividade.
A condução pode ser calculada através da fórmula em teoria por vários métodos, por exemplo, pela lei de Ohm ou pela lei de Fourier. A taxa de transferência de calor é calculada por essas fórmulas quando a condutividade do material é dada. A condução não segue a lei da reflexão ou refração
O que é convecção?
Convecção é o processo de transferência de calor por meio do movimento em massa de moléculas em qualquer fluido. A transferência inicial de calor entre o objeto e o fluido ocorre devido à condução, mas depois, o movimento em massa nas partículas de fluido cria convecção.
O processo de convecção envolve a expansão térmica, ou seja, quando um fluido é aquecido abaixo da superfície, a camada inferior do líquido é aquecida, que se expande termicamente, a densidade da molécula é maior do que a do líquido na superfície superior. Devido à flutuabilidade das partículas menos densas, o líquido mais quente sobe e o líquido mais frio o substitui.
Existem dois tipos de convecção; convecção natural e convecção forçada.
Convecção natural - Tipo de convecção em que a diferença de temperatura causa uma diferença nas densidades, ou seja, onde a força de empuxo desempenha um papel importante. por exemplo, ventos oceânicos.
Convecção forçada - um tipo de convecção em que forças externas induzem convecção, por exemplo ventiladores, aquecedores de água, gêiser, etc.
Os fatores que afetam a convecção são; meio (líquido ou gás), temperatura, uma fonte que causa calor. Uma das diferenças entre condução e convecção é que a convecção não suporta corrente elétrica.
Alguns exemplos de convecção são; brisa terrestre (ocorre durante a noite), ou brisa do mar (ocorre durante o dia), ventiladores usados para resfriar o ambiente, aquecedores usados para aquecer água ou vapores, etc.
A convecção natural não pode ser calculada facilmente, mas a convecção forçada pode ser calculada teoricamente através da fórmula dada pela lei de resfriamento de Newton. A fórmula é: -
| P = dQ / dt = hA (T − T0) |
Principais diferenças entre condução e convecção
Conclusão
A condução e a convecção transferem energia na forma de calor.
Ambos podem ser produzidos natural ou artificialmente, dependendo de seus tipos.
Condução e convecção trabalham em diferentes estados da matéria (sólido, líquido e gasoso). A densidade das partículas afeta principalmente a condução e a convecção.
