Qual dos seguintes protótipos provavelmente demonstrará melhor os princípios de transferência de calor por convecção?
(A) -
uma caixa fechada com um ventilador e uma fonte de calor no interior
(B) -
um sistema de tubos interconectados com líquido circulando
(C) -
uma placa de metal aquecida em um extremo
(D) -
um recipiente com água fervente e uma garrafa de plástico invertida
(E) -
uma lâmpada incandescente
Dica
- use água fervente com corante para tornar as correntes de convecção mais visíveis.
- coloque a garrafa de plástico dentro de um recipiente maior com água fria para criar um contraste de temperatura.
- use uma lâmpada de calor ou secador de cabelo para criar correntes de convecção no ar.
Explicação
A transferência de calor por convecção ocorre quando um fluido (líquido ou gás) é aquecido e circula, transferindo calor de uma região para outra. na alternativa (d), a água fervente cria correntes de convecção que fazem com que o ar dentro da garrafa de plástico se aqueça e suba, enquanto o ar mais frio desce para substituí-lo.
Análise das alternativas
As outras alternativas não demonstram tão claramente a convecção:
- (a): o ventilador cria circulação de ar, mas não envolve transferência de calor por convecção.
- (b): o líquido circulando transfere calor por condução e não por convecção.
- (c): a placa de metal transfere calor por condução e radiação.
- (e): a lâmpada incandescente transfere calor principalmente por radiação.
Conclusão
A convecção é um importante mecanismo de transferência de calor em vários sistemas térmicos. compreender seus princípios é essencial para projetar sistemas eficientes e sustentáveis.