Como a matéria transfere energia térmica?
A matéria transferirá energia térmica de uma de três maneiras: por condução, convecção e radiação. Quando dois objetos de temperaturas diferentes são reunidos, eles se esforçam para alcançar o equilíbrio térmico. Ou seja, o calor será transferido da concentração mais alta para a concentração mais baixa - do quente para o frio. Em outras palavras, o objeto mais quente transferirá o calor para o objeto mais frio até que os dois objetos tenham a mesma temperatura. Quando os objetos atingem o equilíbrio, eles tendem a permanecer lá, a menos que haja algum tipo de mudança externa.
As moléculas em um objeto com maior energia térmica vibram mais rápido que um objeto com baixa energia térmica. As moléculas em movimento podem colidir com outras moléculas, fazendo com que elas se movam à medida que a energia é transferida. Condução é o que acontece quando objetos transferem energia térmica por moléculas colidindo umas contra as outras. Isso pode ser visto quando uma colher de metal é mergulhada no chá quente. As moléculas do chá vibram contra as moléculas da colher, fazendo com que as moléculas acelerem e, assim, aqueçam a colher.
Outra maneira de transferir energia térmica é a convecção. Convecção tem a ver com o calor sendo transferido através do movimento de fluidos. Existem dois tipos de convecção: natural e forçada. A convecção forçada usa objetos como uma bomba ou um ventilador para mover fluidos e transferir calor. Exemplos de convecção forçada incluem fornos de convecção e sistemas de radiadores de calor com fluido.
A convecção natural ocorre quando um fluido tem duas temperaturas diferentes, causando densidades diferentes. Um exemplo de convecção natural é a água sendo aquecida no fogão. O calor do fogão aquece o fundo da água, fazendo com que as moléculas vibrem mais rapidamente. Quando as moléculas vibram, elas se expandem e perdem densidade, fazendo com que a água mais quente suba e a água mais fria afunde. A água mais fria esquenta e sobe para o topo. A corrente circular que esse processo produz é chamada de corrente de convecção e é responsável por muitos aspectos do clima.
O último método que o mundo usa para transferir energia térmica é a radiação. Com a radiação, os objetos podem transferir energia térmica através do vácuo. Este é o tipo de transferência de calor pela qual o sol aquece a terra. Nesse processo, a energia térmica é transferida na forma de raios infravermelhos. Embora a energia térmica possa ser transferida através da radiação, sentimos o calor quando os raios infravermelhos atingem um objeto, como o ar, e fazem com que as moléculas se movam mais rapidamente, aquecendo assim.