O que é o balanço de calor?
O equilíbrio de calor é alcançado quando a quantidade de calor que entra no sistema é igual à quantidade de calor que sai dele. A temperatura geral de um sistema em balanço de calor permanece estável ao longo do tempo. Em alguns casos, o termo balanço de energia pode ser usado. Os sistemas nos campos da biologia, geologia, manufatura e design de naves espaciais geralmente precisam ser mantidos em temperaturas estáveis para funcionar corretamente.
A homeostase em animais inclui o conceito de manter a temperatura interna do animal relativamente estável. Em muitos organismos, incluindo mamíferos e aves, a quantidade de calor existente no organismo deve permanecer constante, porque mesmo pequenas flutuações no calor podem causar a morte do organismo. Os animais perdem calor através da pele e geram calor através do metabolismo para compensar o aumento e a queda da temperatura externa. Quando a quantidade de calor que irradia do animal e a quantidade de calor gerado ou absorvido pelo animal são relativamente iguais, esse animal está em um estado de equilíbrio de calor.
Na geologia, o termo balanço de calor refere-se à quantidade de calor absorvido e liberado por um planeta inteiro. Um planeta é aquecido pelo sol e, em pequena medida, pela liberação de magma do núcleo do planeta. O planeta irradia parte desse calor de volta ao espaço. O balanço de calor é um conceito importante geologicamente, porque se o planeta não estiver em um estado de equilíbrio relativo em relação ao calor, as temperaturas médias podem subir ou descer, criando aquecimento global ou resfriamento global. Mesmo uma ligeira mudança no balanço térmico de um planeta pode afetar os organismos que habitam o planeta.
O balanço de calor é um conceito importante na engenharia, porque muitas máquinas funcionam apenas dentro de um certo intervalo de temperaturas. Os dispositivos chamados dissipadores de calor são usados para ajudar a irradiar calor excedente dos componentes elétricos, para que as máquinas possam manter uma temperatura estável. Da mesma forma, as naves espaciais devem manter temperaturas relativamente estáveis, mas são expostas a mais calor à medida que avançam em direção a uma fonte de calor, como o sol ou um planeta. Projetar essas embarcações com sistemas adaptáveis de balanceamento de calor permite que eles continuem funcionando enquanto viajam pelo espaço.
Quando os engenheiros projetam fábricas, o balanço térmico das operações da fábrica deve ser levado em consideração. Em muitos casos, o calor é emitido de uma fábrica na forma de fumaça ou vapor. Isso pode desperdiçar energia que a fábrica poderia reciclar, ajudando a reduzir o custo da operação. Uma fábrica com um bom equilíbrio de calor encontra um uso para a maior parte do calor adicional que cria.