1. INTRODUÇÃO

Já sabemos que a temperatura mede a agitação das moléculas e o calor é a transferência de energia entre corpos com temperaturas diferentes. Mas, como que ocorre essa transferência de energia no cotidiano? Existem três formas: a condução, a convecção e a irradiação.

2. CONDUÇÃO

Já reparou que um espeto para fazer churrasco (feito de metal) possui uma haste de madeira? Esse material é um péssimo condutor de calor e impede que a energia se propague pelo espeto e chegue até a mão do churrasqueiro.

Ao esquentar a carne, a energia se propaga do carvão em chamas para o espeto de metal. As moléculas mais próximas do carvão recebem a energia térmica e se tornam mais agitadas.

As moléculas mais agitadas transferem energia para as moléculas que estão mais próximas e assim sucessivamente. Em um material condutor de calor, como os metais, essa transferência ocorre de maneira rápida.

Por isso, a haste de madeira (que é um isolante térmico) impede que a energia seja transferida do espeto para a mão da pessoa.

O processo de transmissão de calor por condução ocorre, portanto, de molécula para molécula.

3. CONVECÇÃO

Já reparou que quase todos os aparelhos de ar condicionado se situam na parte superior do ambiente? Os primeiros aparelhos de ar condicionado não possuíam controle remoto e muitas vezes, era necessário subir em uma cadeira para alterar a temperatura!

Apesar deste inconveniente, o ar condicionado possui maior eficiência quando colocado na parte superior dos ambientes. O ar frio, lançado na parte superior, é mais denso (e pesado) que o ar quente (menos denso e mais leve (na parte inferior do ambiente.

Por isso, o ar mais pesado desce e o ar mais leve (que não nos interessa) sobe (para ser lançado para fora do ambiente). Esse fluxo é conhecido como correntes de convecção.

A movimentação da matéria provoca um resfriamento mais rápido do ambiente. Esse processo é conhecido como convecção e ocorre tanto nos líquidos quanto nos gases (não ocorre nos sólidos).

Quando a água contida em um recipiente é aquecida, o processo de convecção também ocorre, como ilustra a figura abaixo.

4. IRRADIAÇÃO

Já parou para pensar como a energia solar chega até nós? A distância entre a o Sol e a Terra é de aproximadamente 150 milhões de quilômetros. Além disso, excetuando a camada atmosférica, não existe matéria entre o Sol e a Terra.

Se não há matéria, não é possível a transferência de calor por condução e convecção.

A propagação ocorre pelas ondas eletromagnéticas geradas pelo corpo quente.

5. APLICAÇÕES NO COTIDIANO

5.1 Agasalhos

Você sabia que um agasalho não protege do frio? Um agasalho é feito de um material isolante térmico e a sua função é dificultar as trocas de calor entre o corpo humano e o ambiente.

Por isso que os habitantes do deserto utilizam casaco tanto de dia (onde a temperatura checa a 50 ºC) quanto de noite (0 ºC).

Durante o dia, o casaco dificulta a troca de calor entre o ambiente (maior temperatura) e o corpo (menor temperatura). Durante a noite, o processo se inverte. O casaco dificulta a troca de calor entre o corpo (maior temperatura e o ambiente).

5.2 O segredo de um bom churrasco

O espeto é feito de metal, que apesar de ser mais caro do que outros materiais, facilita o preparo de um churrasco gostoso! A carne é assada por dois processos: irradiação (ondas que se propagam do carvão em brasas) e por convecção (o ar aquecido que sobe). Porém, este aquecimento é apenas externo.

O espeto de metal introduzido no interior da carne permite o seu aquecimento sem queimar o exterior. O metal é um ótimo condutor de calor e contribui para a transmissão de calor por condução no interior da carne.

5.3 A garrafa térmica

A garrafa térmica é muito utilizada no cotidiano para manter o café quente por um longo período de tempo. Mas, na verdade, a garrafa térmica mantem constante (quente ou frio) de qualquer substância colocada no seu interior.

A garrafa térmica é construída de tal forma que deve bloquear os três processos de transmissão de calor: condução, convecção e irradiação.

• Condução e convecção: utiliza-se o vácuo entre as paredes interna e externa para impedir os dois processos. No vácuo, não há matéria e ambos os processos necessitam de matéria para ocorrerem.
• Irradiação: utiliza-se uma parede espelhada no seu interior. A radiação emitida pelo líquido quente reflete na parede espelhada e retorna para o seu interior.

5.4 Geladeira

O congelador em uma geladeira é localizado na parte superior. O ar frio, mais pesado, desce e o ar quente (no interior da geladeira) sobe. Além disso, as prateleiras são no formato de grade para permitir a circulação das correntes de convecção.

5.5 O vento na praia

Já reparou que pegar um Sol na praia é mais fácil (pois sempre tem vento) do que na laje?! O vento nessas regiões ocorre pois há um deslocamento de ar de regiões mais frias (alta pressão) para regiões mais quentes (baixa pressão).

• Durante o dia: a areia da praia aquece rapidamente (comparada com a água). O ar sobre a areia também se torna mais quente. Ocorre então, um deslocamento de ar da região mais fria (sobre a água) para a região mais quente (sobre a areia). Por isso, sempre sentimos um ventinho gostoso sobre o nosso rosto durante o dia.

• Durante a noite: o processo se inverte. A água está mais aquecida que a areia (lembre-se que a água demora mais para esfriar). Ocorre então, um deslocamento de ar da região mais fria (sobre a areia) para a região mais quente (sobre o mar). Por isso, os marinheiros no barco sempre uma brisa vinda na sua direção.

5.6 Efeito estufa

O efeito estufa caracteriza-se pelo aumento da temperatura média terrestre. A atmosfera é transparente a uma parte da energia solar. A outra parte é refletida. Uma parte dos raios que chegam ao solo são absorvidos e o restante refletidos. Isso permite que a Terra não se esfrie demais.

Porém, a emissão de gases poluentes na atmosfera pelos carros e indústrias, pelo desmatamento e queimadas, impede que essa radiação se dissipe e a temperatura no planeta aumente.