A matéria está presente ao nosso redor, em três estados, sólido, líquido e gasoso. A conversão da matéria de um estado para outro é denominada como uma mudança de estado, que ocorre devido à troca de calor entre a matéria e seu entorno. Então, calor é a transição de energia de um sistema para outro, devido à diferença de temperatura, que ocorre de três maneiras diferentes, que são condução, convecção e radiação.
As pessoas muitas vezes interpretam mal essas formas de transferência de calor, mas baseiam-se em diversas interações físicas para transferir energia. Para estudar a diferença entre condução, convecção e radiação, vamos dar uma olhada no artigo fornecido abaixo.
Gráfico de comparação
| Base para Comparação | Condução | Convecção | Radiação |
|---|---|---|---|
| Significado | A condução é um processo no qual a transferência de calor ocorre entre objetos por contato direto. | Convecção refere-se à forma de transferência de calor na qual a transição de energia ocorre dentro do fluido. | Radition alude ao mecanismo no qual o calor é transmitido sem qualquer contato físico entre os objetos. |
| Representar | Como o calor viaja entre objetos em contato direto. | Como o calor passa pelos fluidos. | Como o calor flui através dos espaços vazios. |
| Causa | Devido a diferença de temperatura. | Devido a diferença de densidade. | Ocorre de todos os objetos, a uma temperatura maior que 0 K. |
| Ocorrência | Ocorre em sólidos, através de colisões moleculares. | Ocorre em fluidos, pelo fluxo real da matéria. | Ocorre à distância e não aquece a substância interveniente. |
| Transferência de calor | Usa substância sólida aquecida. | Usa substância intermediária. | Usa ondas eletromagnéticas. |
| Rapidez | Lento | Lento | Rápido |
| Lei de reflexão e refração | Não segue | Não segue | Segue |
Definição de Condução
Condução pode ser entendida como o processo, que permite a transferência direta de calor através da matéria, devido à diferença de temperatura, entre partes adjacentes do objeto. Acontece quando a temperatura das moléculas presentes em uma substância aumenta, resultando em vigorosa vibração. As moléculas colidem com as moléculas circundantes, fazendo-as vibrar também, resultando no transporte de energia térmica para a parte vizinha do objeto.
Em termos simples, sempre que dois objetos estão em contato direto um com o outro, haverá uma transferência de calor do objeto mais quente para o mais frio, o que é devido à condução. Além disso, os objetos que permitem que o calor passe facilmente através deles são chamados de condutores.
Definição de Convecção
Na ciência, convecção implica a forma de transferência de calor, pelo movimento real da matéria, que ocorre apenas em fluidos. O fluido alude a qualquer substância, cujas moléculas se movem livremente de um lugar para outro, como líquidos e gases. Isso acontece naturalmente ou mesmo com força.
A gravidade tem um grande papel a desempenhar na convecção natural, de modo que, quando a substância é aquecida por baixo, leva à expansão da parte mais quente. Devido à flutuabilidade, a substância mais quente sobe, pois é menos densa e a substância mais fria substitui-a afundando no fundo, devido à alta densidade, que quando fica quente sobe, e o processo continua. Em convecção, ao aquecer a substância, as moléculas se dispersam e se afastam.
Quando a convecção é realizada com força, a substância é obrigada a mover-se para cima por qualquer meio físico, como a bomba. Por exemplo, sistema de aquecimento de ar.
Definição de Radiação
O mecanismo de transferência de calor no qual nenhum meio é necessário é chamado de radiação. Refere-se ao movimento do calor nas ondas, pois não precisa de moléculas para percorrer. O objeto não precisa estar em contato direto um com o outro para transmitir calor. Sempre que você sente calor sem realmente tocar o objeto, é por causa da radiação. Além disso, a cor, a orientação da superfície, etc., são algumas das propriedades da superfície nas quais a radiação depende muito.
Neste processo, a energia é transmitida através de ondas eletromagnéticas chamadas de energia radiante. Objetos quentes geralmente emitem energia térmica para ambientes mais frios. A energia radiante é capaz de viajar no vácuo de sua fonte até o ambiente mais frio. O melhor exemplo de radiação é a energia solar que recebemos do sol, apesar de estar a milhas de distância de nós.
Principais diferenças entre condução, convecção e radiação
As diferenças substanciais entre condução, convecção e radiação são explicadas como abaixo:
- A condução é um processo no qual o calor é transportado entre partes de um contínuo, através do contato físico direto. Convecção é o princípio, em que o calor é transmitido por correntes em um fluido, ou seja, líquido ou gás. A radiação é o mecanismo de transferência de calor, no qual a transição ocorre através de ondas eletromagnéticas.
- A condução mostra como o calor é transferido entre objetos em contato direto, mas a convecção reflete como o calor viaja através de líquidos e gases. Em contraste, a radiação indica como o calor viaja através de lugares sem moléculas.
- A condução ocorre como resultado da diferença de temperatura, ou seja, fluxos de calor da área de alta temperatura para a área de baixa temperatura. A convecção acontece devido à variação na densidade, de tal forma que o calor se move da região de baixa densidade para a região de alta densidade. Pelo contrário, todo o calor de lançamento de objeto, tendo uma temperatura mais do que 0 K.
- Condução geralmente ocorre em sólidos, através de colisão molecular. A convecção ocorre em fluidos pelo movimento de massa das moléculas na mesma direção. Em contraste, a radiação ocorre através do vácuo do espaço e não aquece o meio interveniente.
- A transferência de calor é através da substância sólida aquecida, em condução, enquanto na convecção a energia térmica é transmitida por meio de meio intermediário. Ao contrário, a ração usa ondas eletromagnéticas para transferir calor.
- A velocidade de condução e convecção é mais lenta que a radiação.
- A condução e a convecção não seguem a lei da reflexão e da refração, enquanto a radiação obedece ao mesmo.
Conclusão
Termodinâmica é o estudo da transferência de calor e as mudanças relacionadas a ela. Condução não é senão a transferência de calor da parte mais quente para a mais fria. A convecção é a transferência de calor pelo movimento ascendente e descendente do fluido. Radiação ocorre quando o calor viaja através do espaço vazio.
