Transmissão de calor

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Transmissão de calor

  1. 1. Escola Estadual de Ensino Médio Protásio Alves Transmissão de calor Aluno: Camila Fernandes Turma: 201 Física - Luciane Rebonatto Passo Fundo, Agosto de 2014.
  2. 2. Introdução O objetivo deste trabalho é citar alguns tipos de Transmissão de Calor que ocorrem na Física. São eles: Condução, Convecção e Irradiação. Lembrando que Calor é a troca de energia entre dois corpos, e Temperatura é uma grandeza física. São coisas diferentes. A Transmissão de Calor é obtida por três modos diferentes: Condução, Convecção e Irradiação. É interessante compreender como o calor se propaga, e isso ocorre desde o calor que recebemos do sol até a transmissão de calor obtida quando preparamos um chá ou um café em um bule.
  3. 3. Transmissão de Calor Denomina-se transmissão de calor à passagem da energia térmica de um local para outro. Essa transmissão pode ocorrer de três formas diferentes: Condução, Convecção e Radiação. Transmissão de Condução É o processo de transmissão de calor em que a energia térmita passa de um local para o outro através das partículas do meio que os separa. Na condução, a passagem da energia térmica de uma região para outra se faz da seguinte maneira: na região de maior temperatura, as partículas estão mais energizadas, vibrando com maior intensidade; assim, estas partículas transmitem energia para as partículas vizinhas, menos energizadas, que passa a vibrar com intensidade maior; estas, por sua vez, transmitem energia térmica para as seguintes, e assim sucessivamente.
  4. 4. Notemos que, se não existissem as partículas constituintes do meio, não haveria a condução de calor. Portanto: A condução de calor é um processo que exige a presença de um meio material para a sua realização, não podendo ocorrer no vácuo (local isento de partículas). Exemplo: O calor propaga-se através da parede do forno de uma pizzaria. Transmissão de Convecção A convecção é a forma de transmissão do calor que ocorre principalmente nos fluidos (líquidos e gases). Diferentemente da condução onde o calor é transmitido de átomo a átomo sucessivamente, na convecção a propagação do calor se dá através do movimento do fluido envolvendo transporte de matéria. A descrição e explicação desse processo é simples: Quando uma certa massa de um fluido é aquecida suas moléculas passam a mover-se mais rapidamente, afastando-se, em média, uma das outras. Como o volume ocupado por essa massa fluida aumenta e a mesma torna-se menos densa. A tendência dessa massa menos densa no interior do fluido como um todo é sofrer um movimento de ascensão ocupando o lugar das massas do fluido que estão a uma temperatura inferior. A parte do fluido mais frio (mais densa) move-se para baixo tomando o lugar que antes era ocupado pela parte do fluido anteriormente aquecido. Esse processo se repete inúmeras vezes enquanto o aquecimento é mantido dando origem às chamadas
  5. 5. correntes de convecção. São as correntes de convecção que mantêm o fluido em circulação. Fenômenos naturais como as brisas marítima e terrestre, ventos e as correntes oceânicas podem ser explicados através da convecção. Exemplos: I) Aparelho de ar-condicionado e aquecedor elétrico No verão, o aparelho de ar-condicionado introduz o ar frio nas salas, pela parte superior. Desse modo, devido à sua maior densidade, o ar frio desce, provocando a circulação do ar contido na sala. O aparelho de ar-condicionado deve ser colocado na parte superior da parede da sala. No inverno, o ar aquecido pelo aquecedor elétrico deve ser produzido na parte inferior da sala. Note-se que se fosse feito o contrário, o ar frio (mais denso) continuaria embaixo e o ar quente (menos denso) continuaria em cima, não havendo circulação de ar. II) Brisas litorâneas À beira-mar, a areia, tendo calor específico muito menor que o da água, aquece-se mais rapidamente que a água durante o dia e resfria-se mais rapidamente durante a noite. Sendo assim, temos: - Durante o dia: O ar próximo da areia fica mais quente que o restante e sobe, dando lugar a uma corrente de ar da água para a terra. o vento que, durante o dia, sopra do mar para a terra. Durante o dia, as brisas sopram do mar para a terra. - Durante a noite: O ar próximo da superfície da água resfria-se menos que o restante. Com isso, ele fica mais quente que o restante e sobe, dando lugar a uma corrente de ar da terra para a água. É o vento que, durante a
  6. 6. noite, sopra da terra para o mar. Durante a noite, as brisas sopram da terra para o mar. III) Geladeira doméstica Nas geladeiras, o congelador é sempre colocado na parte superior, para que o ar se resfrie na sua presença e desça, dando lugar ao ar mais quente, que sobe. Nas geladeiras domésticas, os alimentos são resfriados pelo ar frio, que desce devido à convecção. As prateleiras são feitas em grades (e não inteiriças) para permitir a convecção do ar dentro da geladeira. Transmissão de Radiação A transmissão de energia através do espaço é chamada radiação. Este processo de transmissão do calor não depende da presença de um meio material, podendo ocorrer através do vácuo. A energia solar, por exemplo, chega até nós dessa forma. É o processo de transmissão de calor por meio de ondas eletromagnéticas (ondas de calor). A energia emitida por um corpo (energia radiante) propaga-se até o outro, através do espaço que os separa. Sendo uma transmissão de calor feita por ondas eletromagnéticas, a radiação não exige a presença do meio material para ocorrer, isto é, a radiação ocorre no vácuo e também em meios materiais. Entretanto, não são todos os meios materiais que permitem a propagação das ondas de calor através deles. Desta forma, podemos classificar os meios materiais em:
  7. 7. - Diatérmicos: são os meios que permitem a propagação das ondas de calor através deles (são os meio transparentes às ondas de calor), por exemplo, o ar atmosférico. - Atérmicos: são os meios que não permitem a propagação das ondas de calor através deles (são os meios opacos às ondas de calor). Exemplos: Um exemplo de radiação, podemos citar a energia solar que recebemos diariamente, a energia emitida por uma lareira que nos aquece no inverno, a energia emitida por uma lâmpada de filamento, cujo efeito sentimos eficazmente quando dela nos aproximamos etc. Outro exemplo é a energia térmica que vem do sol por meio das ondas eletromagnéticas. Estufa Principalmente em países onde o inverno é muito rigoroso, são usadas estufas para o cultivo de verduras, legumes e flores. A estufa é um local fechado, com paredes e teto de vidro que recebem as radiações solares. O vidro é transparente à luz visível e praticamente opaco às ondas de calor (raios infravermelhos). Porém, uma pequena parte de raios infravermelhos consegue passar pelo vidro e são os principais responsáveis pelo aquecimento do interior da estufa. Esses raios são absorvidos e depois são emitidos numa forma mais ampla de raios infravermelhos que poderão sair pelo vidro apenas numa pequena parte; o restante volta a ser absorvido pelas plantas.
  8. 8. Aquecimento Global O aquecimento global pode ser definido como o processo de elevação média das temperaturas da Terra ao longo do tempo. Segundo a maioria dos estudos científicos e dos relatórios de painéis climáticos, sua ocorrência estaria sendo acelerada pelas atividades humanas, provocando problemas atmosféricos e no nível dos oceanos, graças ao derretimento das calotas polares. - Causas do Aquecimento Global A principal entre as causas do aquecimento global, segundo boa parte dos especialistas, seria a intensificação do efeito estufa, um fenômeno natural responsável pela manutenção do calor na superfície terrestre, mas que estaria sendo intensificado de forma a causar prejuízos. Com isso, a emissão dos chamados gases-estufa seria o principal problema em questão. Os gases-estufa mais conhecidos são o dióxido de carbono e o gás metano. Além desses, citam-se o óxido nitroso, o hexafluoreto de enxofre, o CFC (clorofluorcarboneto) e os PFC (perfluorcarbonetos). Sendo que sua presença na atmosfera estaria sendo intensificada por práticas humanas, como a emissão de poluentes pelas indústrias, pelos veículos, pela queima de combustíveis fósseis e até pela pecuária. Outra causa para o aquecimento global seria o desmatamento das florestas, que teriam a função de amenizar as temperaturas através do controle da umidade. Anteriormente, acreditava-se que elas também teriam a função de absorver o dióxido de carbono e emitir oxigênio para a atmosfera, no entanto, o oxigênio produzido é utilizado pela própria vegetação, que também emite dióxido de carbono na decomposição de suas matérias orgânicas. As algas e fitoplânctons presentes nos oceanos são quem, de fato, contribuem para a diminuição de dióxido de carbono e a emissão de oxigênio na atmosfera. Por esse motivo, a poluição dos mares e oceanos pode ser, assim, apontada como mais uma causa do aquecimento global.
  9. 9. - Consequências do Aquecimento Global Entre as consequências do aquecimento global, temos as transformações estruturais e sociais do planeta provocadas pelo aumento das temperaturas, das quais podemos enumerar: - Aumento das temperaturas dos oceanos e derretimento das calotas polares; - Eventuais inundações de áreas costeiras e cidades litorâneas, em função da elevação do nível dos oceanos; - Aumento da insolação e radiação solar, em virtude do aumento do buraco da Camada de Ozônio; - Intensificação de catástrofes climáticas, tais como furacões e tornados, secas, chuvas irregulares, entre outros fenômenos meteorológicos de difícil controle e previsão; - Extinção de espécies, em razão das condições ambientais adversas para a maioria delas. - Como combater o aquecimento global? A primeira grande atitude, segundo apontamentos oficiais e científicos, para combater o aquecimento global seria a escolha de fontes renováveis e não poluentes de energia, diminuindo ou até abandonado a utilização de combustíveis fósseis, tais como o gás natural, o carvão mineral e, principalmente, o petróleo. Por parte das indústrias, a diminuição das emissões de poluentes na atmosfera também é uma ação necessária. Outra forma de combater o aquecimento global seria diminuir a produção de lixo, através da conscientização social e do estímulo de medida de reciclagem, pois a diminuição na produção de lixo diminuiria também a poluição e a emissão de gás metano, muito comum em áreas de aterros sanitários. Soma-se a essas medidas a preservação da vegetação, tanto dos grandes biomas e domínios morfoclimáticos, tais como a Amazônia, como o cultivo de áreas verdes no espaço agrário e urbano. Assim, as consequências do efeito estufa na sociedade seriam atenuadas.
  10. 10. Efeito Estufa Do total de raios solares que atingem o planeta, quase 50% ficam retidos na atmosfera; o restante, que alcança a superfície terrestre, aquece e irradia calor. Esse processo é chamado de efeito estufa. Apesar de o efeito estufa ser figurado como algo ruim, é um evento natural que favorece a proliferação da vida no planeta Terra. O efeito estufa tem como finalidade impedir que a Terra esfrie demais, pois se a Terra tivesse a temperatura muito baixa, certamente não teríamos tantas variedades de vida. Contudo, recentemente, estudos realizados por pesquisadores e cientistas, principalmente no século XX, têm indicado que as ações antrópicas (ações do homem) têm agravado esse processo por meio de emissão de gases na atmosfera, especialmente o CO2. O dióxido de carbono (CO2) é produzido a partir da queima de combustíveis fósseis usados em veículos automotores movidos à gasolina e óleo diesel. Esse não é o único agente que contribui para emissão de gases, existem outros como as queimadas em florestas, pastagens e lavouras após a colheita. Com o intenso crescimento da emissão de gases e também de poeira que vão para a atmosfera, certamente a temperatura do ar terá um aumento de aproximadamente 2ºC em médio prazo. Caso não haja um retrocesso na emissão de gases, esse fenômeno ocasionará uma infinidade de modificações no espaço natural e, automaticamente, na vida do homem. Dentre muitas, as principais são: • Mudanças climáticas drásticas, onde lugares de temperaturas extremamente frias sofrem elevações e áreas úmidas enfrentam períodos de estiagem. Além disso, o fenômeno pode levar áreas cultiváveis e férteis a entrar em um processo de desertificação.
  11. 11. • Aumento significativo na incidência de grandes tempestades, furacões ou tufões e tornados. • Perda de espécies da fauna e flora em distintos domínios naturais do planeta. • Contribuir para o derretimento das calotas de gelo localizadas nos po los e, consequentemente, provocar uma elevação global nos níveis dos oceanos. O tema "efeito estufa" é bem difundido nos mais variados meios de comunicação do mundo, além de revistas científicas e livros, no entanto a explicação é razoavelmente simples. Em razão de os gases se acumularem na atmosfera, a irradiação de calor da superfície fica retida na atmosfera e o calor não é lançado para o espaço; dessa forma, essa retenção provoca o efeito estufa artificial.
  12. 12. Conclusão Para que ocorra troca de calor, é necessário que ele seja transferido de uma região a outra através do próprio corpo, ou de um corpo para outro. Existem três processos de transferência de calor estudados na termologia, são eles: condução, convecção e irradiação. A irradiação é a propagação de ondas eletromagnéticas que não precisam de meio para se propagar, enquanto que a condução e a convecção são processos de transferência que necessitam de um meio material para se propagar. Em certas situações, mesmo não havendo o contato físico entre os corpos, é possível sentir que algo está mais quente. Como quando chega-se perto do fogo de uma lareira. Assim, concluímos que de alguma forma o calor emana desses corpos "mais quentes" podendo se propagar de diversas maneiras.
  13. 13. Bibliografia http://penta3.ufrgs.br/ http://www.coladaweb.com/ http://www.colegioweb.com.br/ pt.wikipedia.org/ http://www.mundoeducacao.com/ http://www.brasilescola.com/

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