Tão interessantes como os efeitos da transferência de calor num sistema são os métodos pelos quais isto ocorre. Sempre que há uma diferença de temperatura, ocorre a transferência de calor. A transferência de calor pode ocorrer rapidamente, tal como através de uma panela de cozedura, ou lentamente, tal como através das paredes de uma arca de gelo para piqueniques. Podemos controlar as taxas de transferência de calor escolhendo materiais (tais como roupa de lã grossa para o Inverno), controlando o movimento do ar (tal como o uso de despojamento em torno das portas), ou por escolha de cor (tal como um telhado branco para reflectir a luz solar do Verão). Tantos processos envolvem a transferência de calor, que é difícil imaginar uma situação em que não ocorra qualquer transferência de calor. No entanto, cada processo que envolve transferência de calor ocorre por apenas três métodos:

1. A condução é a transferência de calor através de matéria estacionária por contacto físico. (A matéria é estacionária numa escala macroscópica – sabemos que há movimento térmico dos átomos e moléculas a qualquer temperatura acima de zero absoluto). O calor transferido entre o queimador eléctrico de um fogão e o fundo de uma panela é transferido por condução.

li> Convecção é a transferência de calor pelo movimento macroscópico de um fluido. Este tipo de transferência tem lugar num forno de ar forçado e em sistemas meteorológicos, por exemplo.

2. Transferência de calor por radiação ocorre quando micro-ondas, radiação infravermelha, luz visível, ou outra forma de radiação electromagnética é emitida ou absorvida. Um exemplo óbvio é o aquecimento da Terra pelo Sol. Um exemplo menos óbvio é a radiação térmica do corpo humano.

Examinamos estes métodos com algum detalhe nos três módulos seguintes. Cada método tem características únicas e interessantes, mas todos os três têm uma coisa em comum: transferem calor unicamente devido a uma diferença de temperatura Figura 1.

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li> O calor é transferido por três métodos diferentes: condução, convecção e radiação.

Perguntas conceptuais

p>1: Quais são os principais métodos de transferência de calor do núcleo quente da Terra para a sua superfície? Da superfície da Terra para o espaço exterior?

2: Quando os nossos corpos ficam demasiado quentes, respondem através do suor e do aumento da circulação sanguínea para a superfície para transferir energia térmica para longe do núcleo. Que efeito terá isto numa pessoa numa banheira quente a 40.0o C?

3: A figura 2 mostra um desenho cortado de uma garrafa térmica (também conhecida como frasco de Dewar), que é um dispositivo concebido especificamente para abrandar todas as formas de transferência de calor. Explica as funções das várias partes, tais como o vácuo, a prateação das paredes, o gargalo de vidro longo de paredes finas, o suporte de borracha, a camada de ar, e a rolha.