Condução

Definição

A condução é a transferência de energia sob a forma de calor ou eletricidade de um átomo para outro dentro de um objeto por contato direto.

A condução ocorre em sólidos, líquidos e gases. No entanto, os sólidos transferem a energia de forma mais eficiente, uma vez que as moléculas em sólidos são mais bem embaladas e as moléculas estão mais próximas, como mostrado nesta figura.

Para líquidos e gases, a densidade das partículas é geralmente menor do que a dos sólidos e as partículas estão mais distantes, de modo que a transferência de energia é menos eficiente.

Definição de condução em física

A condução é a transferência de energia pelo movimento de partículas que estão em contato um com o outro.

A palavra “condução” é freqüentemente usada para descrever três tipos diferentes de comportamento, definidos pelo tipo de energia que está sendo transferida:

Condução de calor (ou condução térmica) – A condução de calor é uma transferência de calor através de contato direto dentro ou entre objetos sólidos, como quando você toca o punho de uma frigideira de metal quente.

Condução elétrica – A condução de corrente elétrica, como através dos fios em sua casa.

Condução de som (ou condução acústica) – A condução de ondas de som, como sentir as vibrações da música através de uma parede.

Um material que proporciona boa condução é chamado de condutor, enquanto os materiais que proporcionam baixa condução são chamados isoladores.

O que é a Condução?

O calor é transferido de várias formas diferentes, seja a condução, a convecção e a radiação.

Independentemente do método de transferência, somente o calor pode ser transferido. O frio é simplesmente a ausência de calor e não pode ser transferido por qualquer método.

A condução é a transferência de calor de uma molécula para outra através de uma substância. Nem todas as substâncias conduzem calor à mesma velocidade.

Os metais são considerados bons condutores, uma vez que podem transferir rapidamente o calor. Pedra também é um condutor moderadamente bom, mas madeira, papel, ar e pano são maus condutores de calor.

Vários materiais são frequentemente pesquisados pela forma como conduzem o calor. Os materiais recebem números que contam suas taxas relativas de condução. Cada material é comparado à prata – o padrão – que tem um coeficiente de condução de calor de 100.

Outros produtos viajam pela escala do coeficiente de condução de calor. Assim, o cobre tem um coeficiente de 92, ferro de 11, água de 0,12, madeira de 0,03 e um vácuo perfeito tem um coeficiente de condução de zero.

Diferentes taxas de condução podem ser vistas na vida cotidiana das pessoas. Por exemplo, quando um suporte de pano de tecido é enrolado em torno da alça de uma panela de metal ou frigideira, o calor não é transferido para a mão da pessoa.

Um suporte de panela de pano funciona porque é um condutor de calor pobre. Além disso, alguns fabricantes de panelas ou frigideiras projetam a alça de modo que esteja em um material que tenha um baixo coeficiente de condução – como a madeira.

Outro nome para materiais que são maus condutores de calor são isoladores. O ar é um excelente material de isolamento quando está trancado dentro de um espaço fechado. Tem apenas um coeficiente de condução de.006, também. Na verdade, uma das coisas que faz roupas de lã, casacos de peles, penas e fibras soltas tão quentes, é o fato de que o ar bloqueado entre penas, pêlos ou fibras é um ótimo isolador.

Como mencionado acima, um isolador não permite que os elétrons se movam livremente ao longo dele. É assim impedido de se tornar quente ao toque; Em alternativa, os metais permitem que os elétrons se movam prontamente. Consequentemente, se uma haste carregada toca um objeto metálico isolado, uma parte da carga passará e o objeto metálico recebe uma carga via condução. A carga irá cobrir a superfície total do condutor. Então, se o objeto carregado tocar um grande corpo através de um fio, ele se torna aterrado e perde sua carga.

O que é transferência de calor?

A transferência de calor é o processo de mover o calor de um local onde existe muito calor para outro local.

Na física, é ensinado que isto é realizado principalmente de uma das três maneiras: condução, convecção ou radiação. De certa forma, o uso deste conhecimento ajuda os seres humanos a manipular a energia térmica de maneiras que são mais benéficas.

Compreender os princípios por trás da transferência de calor ajuda as pessoas a fazer uma série de atividades de forma mais eficiente. De fornecer calor adequado em uma casa para fornecer opções para cozinhar vários alimentos, a transferência de calor desempenha um papel vital na vida de todos. Os usos da transferência de calor são quase infinitos.

A condução é uma das formas mais comuns de transferência de calor. Isso é feito através da transferência de calor através da matéria de um átomo para o próximo. É mais comumente experimentado quando um pedaço de metal, como uma colher de cozinha, é deixado demais em um líquido quente.

O calor percorrerá a colher. Alguns materiais são mais condutores do que outros, e é por isso que os potes de metal geralmente possuem alças de borracha e por que utensílios de cozinha também vêm em variedades de madeira e plástico.

A condução é um tipo de transferência de calor que também pode ser facilmente experimentado de outras maneiras, como, por exemplo, ao segurar um pedaço de metal. Muitas vezes, o metal ficará fresco ao toque, mesmo que seja na verdade a mesma temperatura que qualquer outra coisa na sala ou na área. O que realmente acontece é uma transferência de calor entre o seu corpo e o metal. O metal está realmente a tirar calor da sua pele.

A convecção é o movimento físico real de calor de um local para outro na forma de líquido ou gás. Geralmente o ar quente e o calor em geral, sobe, e é por isso que o vapor de uma panela fervente aumenta. Este conceito pode ser claramente demonstrado em um dia quente e é responsável pela moderação de temperaturas perto dos oceanos e ver a brisa. À medida que o ar quente sobe da terra pela tarde e no início da noite, o ar mais frio sobre a água se move e toma seu lugar, causando uma brisa em direção à costa.

O contrário é verdadeiro pela manhã. Uma vez que o ar sobre a água não esfria tão rápido, ele sobe pela manhã e é substituído pelo ar por terra. Assim, a brisa do mar realmente sopra para o mar naquele momento.

O outro tipo de transferência de calor é a radiação. Embora muitos tenham se preocupado depois de ouvir sobre os efeitos negativos da radiação e sua capacidade de causar câncer, esse tipo de transferência de calor é responsável pela maior parte do calor que nosso planeta recebe.

A radiação ocorre quando o calor viaja através de ondas eletromagnéticas através de vazios aparentemente vazios, como o calor do sol que viaja pelo espaço. A radiação é responsável pelo cozimento tradicional, além de cozinhar em um forno de microondas.

O que é a condução térmica?

A condução térmica refere-se à transferência de energia térmica por causa de um objeto com temperaturas diferentes. Para que a energia térmica seja transferida usando a condução, não deve haver movimento do objeto como um todo. A energia térmica move-se sempre da concentração mais alta para menor concentração – isto é, de quente a frio.

Portanto, se uma parte de um objeto estiver quente, o calor se transferirá via condução térmica para a parte mais fria desse objeto. A condução térmica também ocorrerá se dois objetos diferentes de temperaturas variadas estiverem se tocando um com o outro.

As partículas – como átomos e moléculas – de um objeto com alta energia térmica mover-se-ão mais rapidamente do que a de um objeto com baixa energia térmica. Quando as partículas são aquecidas, elas podem se mover e tropeçar umas nas outras, assim, transferindo energia.

No caso de muitos sólidos, as partículas vibram mais rapidamente, fazendo com que as partículas circundantes vibrem. Quando a energia térmica é transferida, as partículas em movimento mais rápidas diminuirão, tornando-se mais frias e as partículas em movimento mais lentas se moverão mais rapidamente, tornando-se mais quentes. Isso continuará até que o objeto atinja o equilíbrio térmico.

Um exemplo de condução térmica é uma panela de metal no fogão. As partículas da fonte de calor se moverão e transferirão energia térmica para as partículas do metal, fazendo com que elas se movam mais rápido. À medida que as partículas no pote se movem mais rápido, o pote fica mais quente. Além disso, as partículas no pote transferirão seu calor para o alimento ou líquido dentro do pote. Isso permite que os alimentos cozinhem ou o líquido ferva.

A taxa que um objeto transfere calor através da condução é chamada de condutividade térmica. Um objeto com baixa condutividade transferirá calor mais lento do que um objeto com alta condutividade. É por isso que algumas substâncias são usadas como isolantes enquanto outras são usadas em aplicações como cozinhar. Em geral, os sólidos são melhores condutores de calor do que líquidos e gases. Além disso, os metais são geralmente melhores condutores térmicos do que substâncias não metálicas.

A condução térmica causada por elétrons em movimento é mais eficiente do que a condução causada pela vibração. A razão pela qual os metais são tão bons condutores de calor e eletricidade é porque eles têm muitos elétrons que são capazes de se deslocar.

Os elétrons, no entanto, geralmente não são muito distantes quando conduzem energia térmica, mas colidem e transferem energia térmica para outros elétrons próximos, que podem colidir e transferir energia térmica para outros elétrons próximos a eles. O resultado é um método eficiente de transferência de energia que fornece a tais substâncias alta condutividade térmica.

O vídeo mostra um material sendo aquecido através da indução térmica. A condução térmica se dá pelo contato direto, diferentemente da indução térmica.

Resumo

O que é Calor?

Toda a matéria é composta por moléculas e átomos. Estes átomos estão sempre em diferentes tipos de movimento (tradução, rotacional, vibracional). O movimento de átomos e moléculas cria calor ou energia térmica. Toda a matéria tem essa energia térmica. Quanto mais movimento os átomos ou moléculas têm mais calor ou energia térmica, eles terão.

Como o calor é transferido?

O calor pode viajar de um lugar para outro de três maneiras: Condução, convecção e radiação. Tanto a condução como a convecção requerem transferência de calor.

Se houver uma diferença de temperatura entre dois sistemas, o calor sempre encontrará uma maneira de transferir do sistema mais alto para o inferior.

Condução

A condução é a transferência de calor entre substâncias que estão em contato direto entre si. Quanto melhor o condutor, o calor mais rápido será transferido. O metal é uma boa condução de calor. A condução ocorre quando uma substância é aquecida, as partículas ganharão mais energia e vibrarão mais. Essas moléculas entram em partículas próximas e transferem-nas de sua energia. Isso então continua e passa a energia da extremidade quente até a extremidade mais fria da substância.

Convecção

A energia térmica é transferida de lugares quentes para locais frios por convecção. A convecção ocorre quando as áreas mais quentes de um líquido ou gás se elevam para áreas mais frias no líquido ou no gás. O líquido ou o gás mais frio então substitui as áreas mais quentes que aumentaram. Isso resulta em um padrão de circulação contínua.

A água que fervendo em uma panela é um bom exemplo dessas correntes de convecção. Outro bom exemplo de convecção é na atmosfera. A superfície da Terra é aquecida pelo sol, o ar quente sobe e o ar fresco se move.

Radiação

A radiação é um método de transferência de calor que não depende de nenhum contato entre a fonte de calor e o objeto aquecido como é o caso com a condução e a convecção. O calor pode ser transmitido através do espaço vazio por radiação térmica, muitas vezes chamada de radiação infravermelha.

Este é um tipo de radiação eletromagnética. Nenhuma massa é trocada e nenhum meio é requerido no processo de radiação. Exemplos de radiação são o calor do sol, ou o calor liberado do filamento de uma lâmpada.

Fonte: www.thoughtco.com/study.com/www.wisegeek.org/www.edinformatics.com