Energia térmica é o termo que usamos para descrever o nível de atividade das moléculas em um objeto. A excitação aumentada está, de uma forma ou de outra, associada a um aumento na temperatura, enquanto em objetos frios, os átomos se movem muito mais lentamente.
Exemplos de transferência de calor podem ser encontrados em todos os lugares - na natureza, na tecnologia e na vida cotidiana.
Exemplos de transferência de calor
O maior exemplo de transferência de calor é o sol, que aquece o planeta Terra e tudo o que nele há. Na vida cotidiana, você pode encontrar muitas opções semelhantes, apenas em um sentido muito menos global. Então, quais são alguns exemplos de transferência de calor na vida cotidiana?
Aqui estão alguns deles:
- Fogão a gás ou elétrico e, por exemplo, uma frigideira para fritar ovos.
- Combustíveis automotivos, como gasolina, fornecem energia térmica ao motor.
- A torradeira incluída transforma um pedaço de pão em torrada. Está associado a radiantea energia térmica da torrada, que retira a umidade do pão e o torna crocante.
- Uma xícara quente de cacau fumegante aquece as mãos.
- Qualquer chama, desde chamas de fósforo até grandes incêndios florestais.
- Quando o gelo é colocado em um copo de água, a energia térmica da água o derrete, ou seja, a própria água é uma fonte de energia.
- O radiador ou sistema de aquecimento em sua casa fornece calor durante os longos e frios meses de inverno.
- Os fornos convencionais são fontes de convecção, pelo que os alimentos neles colocados são aquecidos e inicia-se o processo de cozedura.
- Exemplos de transferência de calor podem ser observados em seu próprio corpo, pegando um pedaço de gelo na mão.
- A energia térmica está mesmo dentro do gato, o que pode aquecer os joelhos do dono.
Calor é movimento
Os fluxos de calor estão em constante movimento. As principais formas de sua transmissão podem ser chamadas de convenção, radiação e condução. Vejamos esses conceitos com mais detalhes.
O que é condutividade?
Talvez, muitos tenham notado mais de uma vez que na mesma sala as sensações ao tocar o chão podem ser completamente diferentes. É agradável e quente andar no tapete, mas se você entrar no banheiro com os pés descalços, um frescor perceptível imediatamente dá uma sensação de alegria. Não onde há piso aquecido.
Então, por que a superfície de azulejos congela? É tudo porquecondutividade térmica. É um dos três tipos de transferência de calor. Sempre que dois objetos de temperaturas diferentes estão em contato um com o outro, a energia térmica passará entre eles. Exemplos de transferência de calor neste caso incluem o seguinte: segurando uma placa de metal, cuja outra extremidade é colocada sobre a chama de uma vela, com o tempo, você pode sentir queimação e dor e, no momento em que toca o ferro cabo de uma panela de água fervente, você pode se queimar.
Fatores de condutividade
Boa ou má condutividade depende de vários fatores:
- O tipo e a qualidade do material do qual os objetos são feitos.
- A área da superfície de dois objetos em contato.
- Diferença de temperatura entre dois objetos.
- Espessura e tamanho dos itens.
Em forma de equação, fica assim: A taxa de transferência de calor para um objeto é igual à condutividade térmica do material do qual o objeto é feito, vezes a área da superfície no contato, vezes a diferença de temperatura entre os dois objetos, e dividido pela espessura do material. É simples.
Exemplos de condutividade
A transferência direta de calor de um objeto para outro é chamada de condução, e as substâncias que conduzem bem o calor são chamadas de condutoras. Alguns materiais e substâncias não lidam bem com essa tarefa, são chamados de isolantes. Estes incluem madeira, plástico, fibra de vidro e até ar. Como você sabe, os isoladores não interrompem o fluxo.calor, mas simplesmente reduza a velocidade para um grau ou outro.
Convecção
Esse tipo de transferência de calor, como a convecção, ocorre em todos os líquidos e gases. Você pode encontrar exemplos de transferência de calor na natureza e na vida cotidiana. À medida que o líquido aquece, as moléculas na parte inferior ganham energia e se movem mais rapidamente, resultando em uma diminuição na densidade. As moléculas do fluido quente começam a se mover para cima enquanto o refrigerante (o líquido mais denso) começa a afundar. Depois que as moléculas frias atingem o fundo, elas novamente recebem sua parte de energia e novamente tendem para o topo. O ciclo continua enquanto houver uma fonte de calor na parte inferior.
Exemplos de transferência de calor na natureza podem ser dados da seguinte forma: com a ajuda de um queimador especialmente equipado, o ar quente, preenchendo o espaço de um balão, pode elevar toda a estrutura a uma altura suficientemente alta, a coisa é que o ar quente é mais leve que o ar frio.
Radiação
Quando você se senta em frente ao fogo, você é aquecido pelo calor que emana dele. A mesma coisa acontece se você aproximar a palma da mão de uma lâmpada acesa sem tocá-la. Você também vai se sentir quente. Os maiores exemplos de transferência de calor na vida cotidiana e na natureza são liderados pela energia solar. Todos os dias, o calor do sol passa por 146 milhões de km de espaço vazio até a própria Terra. É a força motriz por trás de todas as formas e sistemas de vida que existem em nosso planeta hoje. Sem esse modo de transmissão, estaríamos em grandes apuros e o mundo não seria o mesmo que somos.nós o conhecemos.
Radiação é a transferência de calor usando ondas eletromagnéticas, sejam ondas de rádio, infravermelho, raios X ou até mesmo luz visível. Todos os objetos emitem e absorvem energia radiante, incluindo a própria pessoa, mas nem todos os objetos e substâncias lidam com essa tarefa igualmente bem. Exemplos de transferência de calor na vida cotidiana podem ser considerados usando uma antena convencional. Via de regra, o que irradia bem também absorve bem. Quanto à Terra, ela recebe energia do sol e depois a devolve ao espaço. Essa energia de radiação é chamada de radiação terrestre e é o que torna possível a vida no planeta.
Exemplos de transferência de calor na natureza, vida cotidiana, tecnologia
Transmissão de energia, em particular térmica, é uma área de estudo fundamental para todos os engenheiros. A radiação torna a Terra habitável e fornece energia solar renovável. A convecção é a base da mecânica, é responsável pelo fluxo de ar nos edifícios e pela troca de ar nas casas. A condutividade permite que você aqueça uma panela simplesmente colocando-a no fogo.
Inúmeros exemplos de transferência de calor na tecnologia e na natureza são óbvios e são encontrados em todo o mundo. Quase todos eles desempenham um papel importante, especialmente no campo da engenharia mecânica. Por exemplo, ao projetar o sistema de ventilação de um edifício, os engenheiros calculam a transferência de calor do edifício ao seu redor, bem como a transferência de calor interna. Além disso, eles selecionam materiais que minimizam ou maximizam a transferência de calor.através de componentes individuais para otimizar a eficiência.
Evaporação
Quando os átomos ou moléculas de um líquido (como a água) são expostos a um volume significativo de gás, eles tendem a entrar espontaneamente em um estado gasoso ou evaporar. Isso ocorre porque as moléculas estão constantemente se movendo em direções diferentes em velocidades aleatórias e colidem umas com as outras. Durante esses processos, alguns deles recebem energia cinética suficiente para se repelirem da fonte de calor.
No entanto, nem todas as moléculas têm tempo para evaporar e se tornarem vapor de água. Tudo depende da temperatura. Assim, a água em um copo evaporará mais lentamente do que em uma panela aquecida no fogão. Água fervente aumenta muito a energia das moléculas, que por sua vez acelera o processo de evaporação.
Conceitos básicos
- Condutividade é a transferência de calor através de uma substância pelo contato direto de átomos ou moléculas.
- Convecção é a transferência de calor através da circulação de um gás (como o ar) ou de um líquido (como a água).
- Radiação é a diferença entre a quantidade de calor absorvida e refletida. Essa habilidade é altamente dependente da cor, objetos pretos absorvem mais calor do que objetos claros.
- Evaporação é o processo pelo qual átomos ou moléculas em estado líquido ganham energia suficiente para se tornarem um gás ou vapor.
- Os gases de efeito estufa são gases que retêm o calor do sol na atmosfera da Terra, produzindo um gás de efeito estufa. Efeito. Existem duas categorias principais - vapor de água e dióxido de carbono.
- Fontes de energia renováveis são recursos ilimitados que se reabastecem rápida e naturalmente. Estes incluem os seguintes exemplos de transferência de calor na natureza e tecnologia: ventos e energia solar.
- Condutividade térmica é a taxa na qual um material transfere energia térmica através de si mesmo.
- Equilíbrio térmico é um estado em que todas as partes do sistema estão no mesmo regime de temperatura.
Aplicação prática
Inúmeros exemplos de transferência de calor na natureza e tecnologia (fotos acima) indicam que esses processos devem ser bem estudados e servidos para o bem. Os engenheiros aplicam seus conhecimentos sobre os princípios de transferência de calor, pesquisam novas tecnologias associadas ao uso de recursos renováveis e menos destrutivas ao meio ambiente. A chave é entender que a transferência de energia abre infinitas possibilidades para soluções de engenharia e muito mais.
