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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
A geladeira é um exemplo de convecção térmica
A geladeira é um exemplo de convecção térmica
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

(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.

Recipiente de vidro

 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.

Questão 2

(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.

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