O que é convecção?

Convecção é amplamente o movimento de qualquer molécula através de qualquer estado fluido, incluindo líquidos e gases. É a principal forma de transferência de calor e massa na Terra e pode ser encontrada em muitos sistemas ao redor do mundo. Muitas pessoas estão familiarizadas com o aquecimento de alimentos ou de suas casas, e também desempenha um papel fundamental na criação das condições climáticas do planeta.

Existem dois tipos principais de convecção: forçada e natural. A convecção forçada ocorre quando o meio que transfere o calor está se movendo sozinho, como quando o ar é empurrado por um ventilador. Nesse caso, o calor é liberado pelo movimento do ar do fluido, mas na verdade não está causando o movimento. Às vezes, a convecção forçada também é chamada de advecção de calor.

A convecção natural ocorre quando o meio que transfere o calor está sendo inspirado a se mover pelo próprio calor. Isso acontece tanto porque o meio se expande à medida que aquece, como no caso dos gases, como também porque a flutuabilidade faz com que o fluido mais quente suba. Este formulário também é conhecido como convecção livre. Os dois tipos, forçados e naturais, ocorrem frequentemente ao mesmo tempo, onde o calor faz com que o fluido se mova um pouco, mas também se move por causa de alguma outra força. Nesse caso, é chamado de convecção mista.

Convecção forçada pode ser vista em muitos lugares do mundo, tanto em objetos feitos pelo homem quanto no mundo natural. Por exemplo, um forno de convecção força o ar aquecido a circular pelo forno usando um ventilador. Embora o ar possa se mover um pouco por si só, a força permite um desembolso uniforme de calor. Dentro do corpo humano, o sistema circulatório é outro grande exemplo de convecção forçada. O sangue, entre seus muitos outros usos, atua como um agente de aquecimento e de resfriamento para o corpo, e é forçado através do sistema circulatório.

Convecção natural pode ser vista mais facilmente colocando algo acima de uma fonte de calor não ventilada, como um aquecedor de radiador. À medida que o ar diretamente acima do aquecedor é aquecido, ele aumenta porque é mais flutuante do que o ar frio ao seu redor. Se você colocar um pedaço de papel de seda acima do aquecedor, verá que ele é carregado pelo movimento natural do ar. Da mesma forma, em um líquido, você pode ver o mesmo efeito no trabalho aquecendo um líquido colorido e colocando-o dentro de um líquido mais frio de uma cor diferente. O líquido quente subirá.

A convecção desempenha um papel fundamental na criação das correntes oceânicas e, assim, ajuda a regular os padrões climáticos em todo o mundo através de um sistema de convecção massivo. As correntes de água quente, aquecidas pelo sol, vão do equador em direção aos pólos e, enquanto viajam, esfriam constantemente, ajudando-os a afundar. Uma vez lá, eles sobem e começam a se mover novamente, formando uma correia transportadora maciça que, em alguns casos, pode levar mais de 1.600 anos para concluir sua jornada.