A transferência de calor na natureza permiteO universo na forma a que todos estamos acostumados. É difícil dizer como o mundo seria se o processo de transferência de calor desaparecesse mesmo por um momento. Vamos examinar mais de perto quais tipos de transferência de calor existem e o que esse termo significa.
De acordo com a definição geralmente aceita, transferência de caloré um processo físico no qual a energia térmica é distribuída de uma forma ou de outra entre vários corpos com diferentes graus de aquecimento. O processo para quando suas temperaturas se igualam, ou seja, quando o equilíbrio termodinâmico é alcançado.
Listamos quais são os tipos básicostransferência de calor: convecção, condutividade térmica, radiação. Todas as outras variedades possíveis são uma combinação de dois ou mais métodos básicos. Este ponto deve ser sempre levado em consideração.
A convecção é familiar a todos desde a infância.A própria palavra latina "convectio" significa transferência. Consequentemente, durante a convecção, o calor é transferido pelos fluxos da própria substância. É típico para gases e líquidos, embora às vezes ocorra em alguns materiais a granel. Imagine um dia quente de verão: uma ligeira névoa é perceptível acima da superfície da terra aquecida - essa distorção é explicada pelas correntes ascendentes de ar. Com o início da noite, quando cessa o efeito de aquecimento dos raios solares, inicia-se o processo de equalização das temperaturas da superfície da terra e do ar: o solo transfere energia térmica para as camadas inferiores da atmosfera (trata-se de um processo misto mecanismo de transferência de calor), que sobem, sendo substituídos por massas de ar mais frias. Aqui está outro exemplo: colocamos uma caldeira em um recipiente com água e ligamos. Observando de perto, os fluxos de água em movimento são perceptíveis. As massas quentes são deslocadas da fonte de calor e as mais frias vêm em seu lugar.
O que poderia ser melhor do que uma conversa interessante durante uma xícarachá quente em uma noite fria de inverno? Ao mesmo tempo, basta se distrair um pouco e agarrar a ponta de uma colher de metal para retirar rapidamente a mão, evitando queimar-se. A razão é simples - alguns tipos de transferência de calor aquecem muito rapidamente o metal da colher à temperatura da água no copo. Trata-se de condutividade térmica. Há um grande número de situações em que você pode atender a esse tipo de transferência de calor. Vamos dar uma definição: a condutividade térmica é a transferência de energia térmica de uma parte mais quente de um corpo para outra mais fria por meio das partículas que constituem o corpo (elétrons, átomos, moléculas). Um caso especial é a transferência de calor entre diferentes objetos em contato. Materiais diferentes têm condutividade térmica diferente. Portanto, se você aquecer uma extremidade de um bloco de madeira, a outra ficará fria. Mas se você fizer esse experimento com uma haste de metal, o resultado será o oposto. Essa diferença se deve à diferença na estrutura interna dos materiais.
Considerando os tipos de transferência de calor, não se pode deixar demencionar a transferência de calor por radiação. A fonte de calor gera ondas eletromagnéticas com um comprimento de onda de até 1000 mícrons (parte infravermelha do espectro). A intensidade do fluxo radiante e a temperatura do corpo aquecido estão em relação direta. Para entender como a radiação transfere calor, basta fazer um pequeno experimento - acender uma fogueira e colocar um vidro transparente entre você e o fogo. Apesar da obstrução, o calor ainda será transferido. Ou observe um gato deitado no parapeito da janela ao sol, se aquecendo no inverno. É simples - nesses exemplos, a energia térmica é transmitida por radiação. Uma das características desse método de transferência de calor é a independência do meio intermediário. Se durante a convecção a transferência ocorre pela própria substância (gás), e durante a condução de calor - por partículas, então a radiação não precisa de "intermediários". Assim, o Sol transfere seu calor por meio do vácuo precisamente por meio da radiação.
