Convecção

A convecção é uma das formas da propagação da energia térmica.

Quando medimos a temperatura de uma certa quantidade de água sendo aquecida em uma panela, percebemos que a temperatura aumenta conforme o termômetro se aproxima do fundo da panela. Mas como essa água fica com a mesma temperatura de uma forma uniforme depois de um tempo?

Esse fenômeno pode ser explicado pela convecção que é a propagação de calor na qual a energia térmica se transmite mediante o transporte de matéria. Dessa forma, vamos então estudar como ocorre a convecção, entender a diferença entre convecção, irradiação e condução e observar alguns exemplos práticos sobre o assunto.

Quando ocorre a convecção?

Durante o processo de aquecimento da água, a que fica mais ao fundo (água mais quente) da penela fica menos densa do que a água na superfície (água menos quente). Dessa forma, a água quente sobe e a água fria desce (menos densa), criando uma corrente de convecção.

Logo, nessa forma de propagação, acontece o deslocamento de partículas de uma posição para a outra. Sendo assim, essa forma de propagação do calor é só observada em meios fluidos, ou seja, em meios gasosos e líquidos.

Convecção, irradiação e condução

O calor é uma energia que está em movimento, e isso pode ocorrer de três formas distintas. A convecção, como foi mostrado acima, a irradiação e a condução. Dessa forma, essas três maneiras cumprem a mesma função, propagar calor, porém cada uma o faz por um processo diferente.

A irradiação ocorre por meio de ondas eletromagnéticas, conhecidas como ondas de calor. Por outro lado, a condução ocorre quando uma molécula se agita de tal forma que transfere sua energia para outra molécula e assim por diante, até o calor se propagar por todo corpo. A condução é muito reduzida nos meios líquidos e gasosos, tendo um melhor resultado nos meios sólidos

MEC

Exemplos de convecção

No nosso dia a dia podemos observar muitos exemplos de transferência de calor por convecção. Apresentamos a seguir alguns exemplos:

  • Sentido de propagação das brisas costeiras: de dia, o ar fica mais quente sobre a terra, pois ela se aquece mais rápido que a água durante o dia. Dessa forma, o ar quente sobe, por convecção, e o ar frio sobre o mar movimenta-se para ocupar o lugar do ar quente, formando assim as brisas marítimas. À noite, o processo é inverso, pois a terra esfria muito mais rápido que a água;
  • Inversão térmica: é um fenômeno natural que altera o sentido de movimentação das corrente atmosféricas, por convecção. Por outro lado, isso é um problema grave quando ocorre sobre grandes cidades, pois a convecção espalha a poluição;
  • Ar condicionado: como o aparelho de ar condicionado possui a funcionalidade de esfriar o ar no interior de algum cômodo, ele sempre é instalado no alto, pois o ar frio desce (mais denso) e o ar quente sobe (menos denso), fazendo então que o ambiente fique resfriado por convecção.

Sem a convecção, não seria possível a invenção do ar condicionado, que em dias quentes nos auxilia fornecendo um ambiente mais agradável. Do mesmo modo, a convecção é importante para a brisa marítima, para se aquecer a água em uma panela, entre outras situações.

Entenda mais sobre convecção

Podemos então, neste tópico, entender um pouco mais sobre a convecção a partir de vídeos explicativos sobre o conteúdo, confira:

Convecção e irradiação

No primeiro vídeo, poderemos entender um pouco mais sobre duas formas de propagação de calor: convecção e irradiação.

A água sendo aquecida por uma fonte de calor

Aqui, compreendemos como ocorre a convecção ao se aquecer uma certa quantidade de água. Neste vídeo foi utilizado um pouco de leite para se fazer um contraste com a água para a melhor visualização do processo de convecção.

A inversão térmica

Já nesse outro vídeo podemos ver como a convecção pode espalhar a poluição em uma grande cidade.

Concluindo, é essencial se entender a convecção pois muitas atividades do nosso cotidiano estão ligadas a esse propriedade física. Confira também outro conteúdo relacionado à temperatuda, a dilatação térmica.

Referências

Física para o ensino médio, vol. 2 – Kazuhito Yamamoto;

As faces da física – Wilson Carron.

Guilherme Santana da Silva
Por Guilherme Santana da Silva

Graduando no curso de Física pela Universidade Estadual de Maringá. Professor assistente em um colégio de ensino médio e preparatório para os vestibulares. Nas horas vagas se dedica a vida religiosa, a pratica do mountain bike, a tocar bateria, dar atenção a família e a cuidar de suas duas gatinhas Penélope e Mel.

Exercícios resolvidos

1. [UEA-AM]

Devido ao forte calor em Manaus, é comum a instalação de aparelhos de ar condicionado, principalmente em locais públicos fechados. O ar resfriado por esses aparelhos troca calor com o ambiente interno, principalmente por:

a) convecção e esse processo necessita de um meio material para realizar-se.

b) convecção e esse processo ocorre nos meios materiais e no vácuo.

c) irradiação e esse processo não ocorre nos meios materiais e no vácuo.

d) condução e esse processo depende da umidade do ar, que é um meio material.

e) condução e esse processo não ocorre nos meios materiais e no vácuo.

A convecção é o tipo de transmissão de calor que ocorre em líquidos e gases, portanto, esse processo de transferência de energia não pode ocorrer no vácuo.

RESPOSTA: a)

2. [UFSCar-SP]

Um recipiente cilíndrico de vidro tem área da base relativamente pequena se comparada com a sua altura. Ele contém água, à temperatura ambiente, até quase a sua borda. A seguir, ele é colocado sobre a chama de um fogão, como ilustra a figura.

A transmissão do calor através das moléculas da água, durante seu aquecimento, ocorre apenas por:

a) condução;

b) convecção;

c) irradiação;

d) condução e convecção;

e) convecção e irradiação.

A convecção é um tipo de transmissão de calor que ocorre em líquidos e gases.

RESPOSTA: b)

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