O que é convecção térmica?

Convecção térmica é um processo pelo qual o calor é transferido através de um objeto que está sendo aquecido. Isso é mais comum em líquidos e gases e pode ser facilmente demonstrado usando o ar como exemplo. A convecção térmica representa uma das principais maneiras pelas quais o calor se move, com condução e radiação também sendo formas comuns de transporte de calor.

Cientificamente falando, a frieza não é quantificável; simplesmente há mais calor ou menos calor. Portanto, a convecção térmica não se trata simplesmente de objetos quentes em movimento. É sobre a maneira como a temperatura como um todo procura se moderar, seja para o ambiente como para os objetos que a aquecem. Por design, o movimento de gases e líquidos mais quentes e mais frios causa uma moderação geral, embora um equilíbrio perfeito nunca possa ser alcançado.

O princípio da convecção térmica pode ser facilmente visto abrindo a porta do forno aquecido. Quando a porta é aberta, uma rajada de ar quente dispara imediatamente para cima do forno. Se alguém colocasse uma pequena bandeira na base do forno, a bandeira acenaria na direção do forno, à medida que o ar fresco se enchesse à medida que o ar quente aumentasse. Quando esse ar mais frio é aquecido, ele também aumenta.

O ar que está subindo desloca o ar mais frio acima dele, forçando-o frequentemente para o lado e, eventualmente, para baixo. Esse ar permanecerá no nível mais baixo até que seja reaquecido e comece a subir novamente. Esse processo de fluxo de calor se repete 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 nem sempre é útil. Por exemplo, se a superfície de um lago esfria rapidamente, a água embaixo, que é mais quente, empurra. Com essa ressurgência pode surgir matéria morta, como algas, que estavam decaindo lentamente no fundo do lago. Ao ser exposta ao ar e à luz do sol, a matéria em decomposição aumenta sua taxa de decomposição e pode passar fome de oxigênio do lago. Assim, neste exemplo, a convecção térmica é responsável, de maneira indireta, de grande dano a um ecossistema vivo.

Apesar do exemplo anterior, a convecção térmica é geralmente considerada um fenômeno útil. A maioria dos fornos e fornos segue princípios associados à convecção térmica, tornando assim a vida da maioria das pessoas mais confortável. Além disso, a moderação da temperatura em um ecossistema geralmente é muito útil para as formas de vida que vivem no sistema. A convecção térmica também é uma das principais forças motrizes do clima.