A diferença entre transferências de calor por convecção e advecção

Escrito por doug bennett | Traduzido por sabine capello
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A diferença entre transferências de calor por convecção e advecção
Um bule é um exemplo de transferência de calor por convecção em ambos sistemas, de fluido e a gás (Thinkstock/Comstock/Getty Images)

Se já pegou na alça de metal de uma panela que estava sendo aquecida sobre uma fogueira, você experimentou dolorosamente a transferência de calor. Há quatro maneiras pelas quais o calor é transferido de um objeto para outro: condução, radiação, convecção e advecção. O calor quase sempre flui a partir do objeto com a temperatura mais alta para aquele de temperatura mais baixa, mudando a energia interna dos dois durante o processo. A principal diferença entre convecção e advecção é a direção da troca.

Transferência de calor por convecção

A transferência de calor por convecção envolve a transferência de calor através do movimento das partículas do meio. Esse meio deve ser um gás ou líquido que permita o movimento. A convecção sempre transfere calor no plano vertical, e esse movimento é acionado por variações na densidade do meio e, portanto, a flutuabilidade. As partículas aquecidas se expandem, diminuindo a densidade; essas partículas tornam-se, então, mais dinâmicas do que as partículas circundantes, o que as faz subir. À medida que sobem, o calor é transferido para as partes mais frias, localizadas acima delas.

Exemplos de convecção

A transferência de calor por convecção ocorre quando uma panela de água é aquecida. As moléculas de água próximas da fonte de calor se expandem. Essa expansão diminui sua densidade e elas começam a subir; isso é o que faz a água em uma panela ferver. A atmosfera também fornece um exemplo de transferência de calor por convecção. Quando um pacote de ar é aquecido por energia solar — transferência de calor por radiação — o pacote de ar se expande, diminuindo sua densidade. Isso aumenta sua flutuabilidade e faz com que ele suba na atmosfera; isso produz uma atmosfera instável com um fluxo vertical de ar.

Transferência de calor por advecção

A transferência de calor por advecção difere daquela por convecção porque o movimento de calor está confinado ao plano horizontal. Esse tipo de transferência não é alimentado por variações na densidade, mas requer uma força externa, como vento ou correntes de ar, para deslocar as partículas do meio. À medida que as partículas se movem horizontalmente em sistemas que são mais quentes ou mais frios, o calor é transferido.

Exemplos de advecção

O principal exemplo de transferência de calor por advecção é o movimento de frentes meteorológicas. Essas frentes representam massas de ar frio ou quente movidas horizontalmente através de ventos sobre a superfície; quando essas massas de ar encontram o ar mais quente ou mais frio, o calor é trocado entre os sistemas. As correntes oceânicas são outro exemplo de transferência de calor por advecção. Ao invés de verticalmente, as correntes movem a água quente ou fria em direções horizontais; à medida que essas águas interagem com áreas mais quentes ou mais frias de água, o calor é trocado entre elas.

Outros tipos de transferências de calor

Os tipos restantes de transferência de calor são: condução e radiação. As transferências através da condução de calor de um objeto a outro são feitas sem movimento; o calor é transferido de uma molécula para outra. Esse tipo de transferência de calor só ocorre em sólidos; a alça de uma panela quente é um exemplo. A transferência de calor através da radiação envolve a transferência de calor por ondas eletromagnéticas de energia. Um exemplo de radiação é a luz solar; quando as ondas atingem outras partículas, elas passam a vibrar ou aquecem.

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