Convecção térmica

A convecção térmica é um processo pelo qual o calor é transferido através de um objeto que está sendo aquecido. Este fenômeno é mais comumente visto em líquidos e gases, e pode ser facilmente demonstrado utilizando ar como um exemplo. A técnica em questão representa uma das principais formas de movimentação de calor, sendo que a condução e radiação também são formas comuns de transporte de calor.

Cientificamente falando, a frieza de um objeto não é quantificável, e não podemos classificar que o mesmo tem muito ou pouco calor, porque cada objeto deve ser analisado separadamente. Portanto, a convecção térmica não é simplesmente algo relacionado aos objetos quentes em movimento. Trata-se de maneira em que a temperatura como um todo procura para se moderar, para que os seus arredores, ou para os objetos em si se tornem aquecidos. Normalmente, na maioria dos projetos, o movimento de gases quentes, frios e líquidos provoca uma moderação geral, embora um equilíbrio perfeito nunca pode ser alcançado.

Aquecedor de convicção térmica

O princípio da convecção térmica pode facilmente ser visto quando se abrindo a porta de um forno aquecido. Quando a mesma é aberta, uma corrente de ar quente imediatamente dispara, não é mesmo? Contudo, nas indústrias é necessário colocar uma pequena bandeira na base do forno, porque ela é responsável por acenar a direção que o ar quente irá percorrer, fazendo assim com que os operários tenham bastante cuidado na hora de manipular os mesmos, principalmente os modelos de grande porte.

O ar que aumenta desloca o ar mais frio, muitas vezes, forçando-o para o lado, e, eventualmente, para baixo. E o ar vai permanecer a esse nível inferior até que seja reaquecido, e começa a subir novamente. Este fluxo de calor se repete em todo o processo até que a fonte de calor seja neutralizada, e a temperatura em toda a área seja consistente. Se isso não acontecer, o processo continuará indefinidamente.

O processo também é visto na água, e não é sempre útil. Por exemplo, se a superfície de um lago arrefece rapidamente, a água que está por baixo empurra a mais quente para cima. Com essa ressurgência é comum encontrarmos algas e peixes mortos, como algas, e que vão entrar lentamente em processo de decomposição no fundo do lago. Ao estar exposto ao ar e à luz solar, a matéria em decomposição aumenta sua taxa de decomposição, o que pode fazer com que o oxigênio do lago fique em níveis baixíssimos. Assim, neste exemplo, a convecção térmica é responsável em uma forma indireta por um grande dano a um ecossistema vivo.

Vale lembrar que, a convecção térmica é o processo de transmissão de calor em que a energia térmica se propaga através do transporte de matéria. Isso acontece devido a uma diferença de densidade e a ação da gravidade. Outro ponto de vista que merece destaque é que condução, convecção e irradiação são diferentes processos de propagação do calor. Podemos definir ao termo calor como energia térmica em trânsito, isto quer dizer que ele está em constante movimentação e transferência entre os corpos do universo. Contudo, para que ocorra transferência de calor entre dois corpos é necessário que ambos possuam diferentes temperaturas, já que dessa forma, o calor irá fluir sempre do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.

Quando a técnica é utilizada em aquecedores é importante saber que o ar quente apresenta tendência a subir, e o ar frio a tendência a descer. Literalmente, o ar que fica nas proximidades de um aquecedor fica mais quente e sobe, sempre. Isso favorece a circulação de ar no ambiente. Se o aquecedor estivesse próximo ao teto, o ar de cima ficaria aquecido e não desceria. Já o ar frio, por sua vez, ficaria bastante acumulado na parte de baixo do cômodo e, desta forma, o aparelho não cumpriria sua finalidade: aquecer o ambiente.

Apesar do exemplo anterior, ela é geralmente considerada como sendo um fenômeno útil. A maioria dos fornos e fornalhas executam os princípios associados à convecção térmica, tornando a vida da maioria das pessoas mais confortável. Além disso, a moderação da temperatura em um ecossistema é frequentemente muito útil para as formas de vida que vivem no sistema. Por fim, o procedimento em si é também um dos principais impulsionadores do tempo.