Convecção

A convecção térmica é uma forma de transmissão de calor que ocorre nos líquidos, gases e vapores. Vamos ligar a Física à realidade da nossa vida. A convecção térmica está presente no nosso cotidiano, mas às vezes nem notamos onde ela está sendo mais usada. Com muita facilidade podemos perceber seu uso em aparelhos eletrodomésticos, como a geladeira. Você já deve ter se perguntado, por que os alimentos colocados dentro da geladeira esfriam? Para responder a essa pergunta vamos observar a figura 1 abaixo.

 

A figura 1 mostra, através das setas, o circuito da substância responsável pelo resfriamento dos alimentos do refrigerador: o “Freon 12”. O Freon é um gás derivado do metano e é altamente inflamável e pode ser encontrado também nos recipientes aerossóis (sprays).

Esse gás percorre o circuito com a função de retirar calor dos alimentos que são colocados dentro do refrigerador e jogá-lo para fora. Por isso a parte de trás da geladeira é quente: pois ela recebe o calor retirado do interior da geladeira.

Como é possível o mais frio aquecer o mais quente?

Para que um corpo mais frio aqueça o mais quente é necessário um processo não espontâneo. O refrigerador precisa de energia elétrica externa para comprimir o vapor de freon que desce da tubulação do congelador. Nessa compressão, a pressão e a temperatura aumentam e o vapor passa pelo condensador, transferindo energia para o meio externo pela parte de trás da geladeira. Ao sair do condensador, o Freon, em estado líquido, mas com pressão alta, passa por um tubo fino, que aumenta sua velocidade e diminui sua pressão. Quando o gás atinge a tubulação do congelador, ele se expande reduzindo sua pressão e sendo novamente aspirado pelo compressor, completando assim o ciclo termodinâmico.

Por que o ar mais quente que está embaixo do congelador resfria-se?

O ar mais quente que está embaixo do congelador transfere energia para o Freon quando esse evapora, resfriando-se e formando correntes de convecção no interior da geladeira. Ao descer, o ar mais frio retira calor dos alimentos, mantendo as correntes de convecção.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física