Qual é a causa do surgimento das correntes de convecção no fluido?

Ela recebe esse nome pois a transmissão do calor acontece por meio das correntes de convecção circulares que se formam por conta da diferente de densidade entre os fluidos. Note que a densidade muda quando a temperatura varia.

Ilustração das correntes de convecção

Além dela, o calor pode se propagar por irradiação térmica (ondas eletromagnéticas) e condução térmica (agitação das moléculas).

Lembre-se que o calor (ou energia calorífica) corresponde a troca de energia que ocorre entre os corpos.

Para se atingir o equilíbrio térmico (mesma temperatura) entre dois corpos, o calor transfere a energia térmica de um corpo (com maior temperatura) a outro (de menor temperatura).

Veja também: Energia Térmica

Exemplos de Convecção Térmica

Confira abaixo 5 exemplos de convecção térmica que acontece nos líquidos e gases.

Exemplo 1

Um exemplo de convecção térmica é quando aquecemos uma panela no fogão. Esse processo cria as correntes de convecção onde a água que está próxima do fogo torna-se menos densa e sobe, enquanto a que está fria torna-se mais densa e desce.

Exemplo 2

Outro exemplo de convecção térmica nos líquidos acontece nos radiadores dos carros. Assim, a água quente do motor é menos densa, e por isso, tende a subir para o radiador, onde esfriará novamente.

Exemplo 3

Da mesma maneira, a geladeira cria correntes de convecção, onde o ar quente sobe e o ar frio, desce. São essas correntes que mantém a temperatura interior baixa. Por isso, o congelador está localizado na parte superior.

Exemplo 4

Podemos citar também o ar condicionado e os aquecedores. O primeiro é instalado na parte de cima de um ambiente. Já os aquecedores ficam próximos ao chão. Se o ar condicionado tem o objetivo de esfriar o ambiente, ele deve ser instalado na parte de cima, pois o ar quente sobe, enquanto o frio desce. Por outro lado, o aquecedor tem a função de aquecer o ambiente e, portanto, o ar quente que ele lança, sobe, e o ar frio desce.

Exemplo 5

Além deles, o ar atmosférico pode ser um exemplo da transmissão de calor por convecção térmica. Nesse caso, as correntes de vento atuam como as correntes de convecção, de forma que o ar quente fica menos denso e sobe e, o ar frio, desce.

Leia também:

• Calor e Temperatura
• Calorimetria
• Condução Térmica
• Irradiação Térmica
• Propagação de Calor
• Calor Específico
• Calor Latente
• Calor Sensível

Exercícios de Vestibular com Gabarito

1. (UNIFENAS) A transmissão de calor por convecção só é possível:

a) no vácuo
b) nos sólidos
c) nos líquidos
d) nos gases
e) nos fluidos em geral.

Ver Resposta

Alternativa e) nos fluidos em geral.

2. (UFES) Um ventilador de teto, fixado acima de uma lâmpada incandescente, apesar de desligado, gira lentamente algum tempo após a lâmpada estar acesa. Esse fenômeno é devido à:

a) convecção do ar aquecido
b) condução do calor
c) irradiação da luz e do calor
d) reflexão da luz
e) polarização da luz.

Ver Resposta

Alternativa a) convecção do ar aquecido

3. (UNISA-SP) Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se transmite através da parede do fundo da panela para a água que está em contato com essa parede e daí para o restante da água. Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por:

a) radiação e convecção
b) radiação e condução
c) convecção e radiação
d) condução e convecção
e) condução e radiação

Ver Resposta

Alternativa d) condução e convecção

Mais exercícios sobre temperatura e calor.

Rosimar Gouveia

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

O planeta terra possui três camadas principais, sendo elas crosta, manto e núcleo. No entanto, o manto que recobre essas camadas são influenciadas por agentes internos e externos. Por exemplo, as correntes de convecção, cujo papel é transmitir energia térmica por meio de massas fluidas no manto terrestre.

Elas se deslocam de uma região para outra em virtude da diferença de densidade dos fluidos (calor ou frio) existentes nessas regiões. Além disso, elas são responsáveis por provocar terremotos, vulcanismos, movimento da placas tectônica, etc.

Embora seja uma característica presente no manto terrestre, as correntes de convecção também estão presentes no nosso cotidiano. Um exemplo ilustrativo é os aparelhos de ar-condicionado.

Geralmente, eles são instalados um lugares altos, para que o ar frio circule em cima e chegue frio embaixo. Se o ar-condicionado for instalado em baixo, energeticamente ele não conseguirá circular em cima, pois, não vai haver troca entre calor e frio. A troca de calor vai acontecer por condução, não havendo convecção do ar.

Aplicação das Correntes de Convecção

No manto terrestre, as correntes de convecção têm como tendência mover moléculas. Por isso, elas acontecem especialmente em movimento cíclico de subida e descida dos fluídos internos do planeta. A parte do fluido mais frio vai se mover para baixo, indo para a mais quente.

Enquanto a forma mais quente sobe, indo para a mais fria. No mar , por exemplo, essa troca é responsável por produzir brisas e umidade. Ao mesmo tempo que, na manta terrestre, ela vai produzir terremotos, vulcanismos e movimentos nas placas tectônicas.

As correntes de convecção também estão presentes no cotidiano urbano, especialmente por causa das altas taxas de gases poluidores, que sobem como ar quente até a atmosfera. Por  serem pesados, acabam por ficar lá, mas quando se esfria, esses gases tendem à descer por causa da convecção, provocando a inversão térmica que contribui para os problemas respiratórios na população.

Relevância

O ciclo das correntes de convecção é interminável, pois, quando a temperatura sobe, ela fica mais fria. Apesar disso, quando a temperatura desce, fica mais quente. Esse ciclo se repete continuamente, como em uma panela, quando o água começa a ferver. Ou seja, é perceptível que bolhas embaixo emergirão e a que, o que estiver por cima, afundará.

Apesar de ser um fenômeno comum, ele passa despercebido muitas vezes, contudo sua importância é gigantesca. Aliás, sua aplicação está presente em diversos campos físicos, geológicos e químicos. Entrelaçados em um ciclo que podem seguir contínuo por milhares de anos. Tal como sua ação de massas fluidas no manto terrestre.

O que acha de conhecer mais sobre esse tema, leia aqui sobre Entropia, o que é? Entenda a desordem das partículas no sistema físico.

Qual é a causa do surgimento das correntes de convecção num fluido?

Qual a principal consequência das correntes de convecção?

Quais são as correntes de convecção?

Como é o processo de convecção?