Convecção térmica

A convecção térmica nada mais é do que um método de transmissão de calor que pode ser aplicado em gases, líquidos e em vapores. O conceito físico é um daqueles que mais está presente em nosso dia a dia. Para conhecer mais sobre ele, fique com a gente neste artigo.

Tudo sobre convecção térmica

O ar quente, quando presente na atmosfera, tem a tendência de subir. Por outro lado, o ar gelado segue a tendência contrária, e provavelmente, descerá.

Quando estamos diante de um aquecedor, por exemplo, o ar de suas extremidades é o mais quente – e consequentemente, sobe. É graças a esse processo que a circulação de ar ocorre no espaço. Se o aquecedor, por outro lado, estivesse mais próximo do teto, o ar da parte de cima ficaria bem quente, porém, não desceria para o resto do ambiente.

A convecção térmica consiste então no procedimento de transferência de calor, sendo ele possibilitado por conta dos movimentos de determinado material.

No exemplo citado anteriormente, ou seja, no caso do aquecedor, o material que irá se mover no ambiente é o próprio ar. É por meio da movimentação deste aparelho que a distribuição do calor ocorre. Esses movimentos do ar, sejam eles frios ou quentes, cria o que é denominado como ‘correntes de convecção’.

Não à toa, os equipamentos de ar condicionado (que visam espalhar ar gelado) são mais recomendados na parte de cima do estabelecimento, exatamente por conta da tendência do ar gelado de descer.

A convecção térmica ocorre de diferente forma em gases, líquidos e em materiais sólidos:

• Materiais líquidos e gasosos: há movimentação de pequenos pedacinhos do material, o que possibilita a circulação do ar quente ou gelado;
• Materiais sólidos: o processo aqui ocorre de modo contrário, uma vez que não há movimentação das partes do material, e consequentemente, não é possível a criação de correntes de convecção.

No caso do líquido, podemos tomar uma panela no fogo com água como exemplo. Mesmo que não seja possível a observação das correntes de convecção, elas estão lá. Para os que tiverem curiosidade em vê-las, basta adicionar serragem na água (mesmo que em pequena quantidade). Deste modo será possível notar a serragem se movimentando na mesma direção das correntes.

Quando a água estiver prestes a ferver, é possível ver bolhas se formando na região mais funda da panela. Isso ocorre uma vez que a água do fundo já está aquecida – o que a torna menos densa e faz com que ela suba. De modo instantâneo o seu espaço vai sendo ocupado pela água mais gelada, que antes, estava em cima. Assim, as correntes de convecção se formam na água, estando elas presentes no interior do próprio líquido.

Porém, com o passar do tempo, toda a água da chaleira é aquecida. A movimentação provocada pelas correntes de convecção, por sua vez, não deve ser confundida com o processo de ebulição da água.

A convecção térmica em nosso cotidiano

A convecção térmica é um procedimento presente em nosso dia a dia de diferentes modos. Alguns exemplos são:

• Movimentação do ar na atmosfera

Essa movimentação, conhecida popularmente como o vento, nada mais é do que o resultado de uma grande corrente de convecção. As temperaturas são capazes de variar muito em um único dia, porém, também dependem da sua localização no globo.

O vento nos países mais próximos do Equador é constante, porém, saturado, uma vez que o Sol está presente em maior abundância nesta região mundial. Isso faz com que o ar, menos denso, suba. Por outro lado, o ar frio presente nos polos costuma ser mais denso, o que justifica o frio intenso e expressivo destas regiões.

Além disso, esse fenômeno também é notado nas chaminés de casas/fábricas e até mesmo no escapamento de carros. Ambos estão quentes, e por isso, tendem a subir – favorecendo ainda mais a circulação de poluentes.

• Geladeiras

As geladeiras também são claros exemplos de convecção térmica em nosso cotidiano.

Para compreender o motivo, você mesmo pode fazer o teste. Ao colocar a mão bem próxima ao chão, quando a geladeira estiver aberta, será possível sentir um ar bem frio descendo, saindo da geladeira.

O motivo é simples. Levando em consideração a tendência de que o ar quente suba e o ar gelado desça, o congelador fica acima – sendo ele o grande responsável pelo resfriamento por completo deste equipamento. Não à toa, quanto mais acima você colocar os alimentos na geladeira, mais resfriados eles ficarão.

Enquanto o ar frio desce, o ar mais quente, ou seja, da parte de baixo, sobe. Neste processo, correntes de convecção são criadas de modo a manter a geladeira sempre resfriada.

Se por outro lado o congelador ficasse sempre na parte de baixo, o ar mais gelado ficaria concentrado unicamente no inferior deste equipamento. O ar quente também continuaria quente, afinal, não desceria o suficiente até ser ‘congelado’.