A propagação de calor é a difusão de calor, ou energia térmica, entre dois ou mais corpos que não estão em equilíbrio térmico. Isso pode ocorrer por meio da condução térmica, da convecção térmica e da irradiação térmica.
Leia também: Afinal, o que é o calor?
A propagação de calor é o fluxo de energia térmica entre sistemas termodinâmicos que têm temperaturas diferentes. Pode ocorrer por meio da condução térmica, da convecção térmica ou da irradiação térmica.
As formas de propagação de calor são condução térmica, convecção térmica e irradiação térmica.
Na condução térmica, temos a propagação de calor por meio do contato entre diferentes corpos, sem transferência de matéria. Isso ocorre devido aos átomos do corpo numa temperatura mais elevada colidirem com os átomos do corpo numa temperatura mais baixa e transferirem energia para eles, elevando o seu grau de agitação até que atinjam o equilíbrio, quando tiverem o mesmo grau de agitação — temperatura.
Alguns exemplos em que ocorre condução térmica:
Saiba mais detalhes sobre a condução térmica, clique aqui.
Na convecção térmica, temos a propagação de calor por meio de correntes convectivas geradas pela subida da parte quente do fluido e pela descida da parte fria do fluido, o que ocorre pelas diferenças de temperatura, como demonstrado na imagem abaixo:
Alguns exemplos em que ocorre convecção térmica:
Saiba mais detalhes sobre a convecção térmica clicando aqui.
Na irradiação térmica, temos a propagação de calor por meio de ondas eletromagnéticas, que não necessitam de um meio material para se transportar, sendo assim, são capazes de se propagar no vácuo.
Alguns exemplos em que ocorre irradiação térmica:
Saiba mais detalhes sobre a irradiação térmica clicando aqui.
O calor é classificado como latente ou sensível:
Calor latente: se propaga para um corpo sem variar a sua temperatura, apenas o seu estado físico. Ele é calculado pela fórmula:
\(Q=m\cdot L\)
Calor sensível: é o tipo de calor que se propaga para um corpo sem alterar o seu estado físico, variando apenas a sua temperatura. Ele é calculado pela fórmula:
\(Q=m\cdot c\cdot∆T\)
Veja também: O que é o calor específico?
Questão 1
(Enem) Na cidade de São Paulo, as ilhas de calor são responsáveis pela alteração da direção do fluxo da brisa marítima que deveria atingir a região de mananciais. Mas, ao cruzar a ilha de calor, a brisa marítima agora encontra um fluxo de ar vertical, que transfere para ela energia térmica absorvida das superfícies quentes da cidade, deslocando-a para altas altitudes. Dessa maneira, há condensação e chuvas fortes no centro da cidade, em vez de na região de mananciais. A imagem apresenta os três subsistemas que trocam energia nesse fenômeno.
No processo de fortes chuvas no centro da cidade de São Paulo, há dois mecanismos dominantes de transferência de calor: entre o Sol e a ilha de calor e entre a ilha de calor e a brisa marítima.
VIVEIROS, M. Ilhas de calor afastam chuvas de represas. Disponível em: www2.feis.unesp.br. Acesso em: 3 dez. 2019 (adaptado).
Esses mecanismos são, respectivamente,
A) irradiação e convecção.
B) irradiação e irradiação.
C) condução e irradiação.
D) convecção e irradiação.
E) convecção e convecção.
Resolução:
Alternativa A
Na propagação de calor por convecção, temos o ar quente subindo e o ar frio descendo, e na irradiação, temos a propagação de calor sem a necessidade de um meio.
Questão 2
(Ufal) Selecione a alternativa que supre as omissões das afirmações seguintes:
I. O calor do Sol chega até nós por _________________________.
II. Uma moeda bem polida fica __________ quente do que uma moeda revestida de tinta preta, quando ambas são expostas ao Sol.
III. Numa barra metálica aquecida numa extremidade, a propagação do calor se dá para a outra extremidade por ________________________.
A) radiação - menos - convecção
B) convecção - mais - radiação
C) radiação - menos - condução
D) convecção - mais - condução
E) condução - mais - radiação
Resolução:
Alternativa C
I. O calor do Sol se propaga dele até nós através da radiação, já que é a única forma de propagação de calor que pode se propagar no vácuo do espaço.
II. A moeda polida fica menos quente que a moeda preta, já que a moeda preta tem capacidade de absorver o calor que a atinge.
III. A extremidade de uma barra metálica é aquecida pela propagação de calor por condução, já que nos sólidos o calor só se propaga dessa maneira.
Fontes
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.
NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). Editora Blucher, 2015.
Fonte: Brasil Escola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/processo-propagacao-calor.htm