Condução vs Convecção: Diferença e Comparação

Em palavras simples, o calor pode ser explicado pelo funcionamento das moléculas, e a energia emitida cria calor, ou a energia emitida é convertida em calor.

Por exemplo, quando uma pessoa faz exercícios ou qualquer outra atividade, seu corpo fica aquecido e o suor é produzido. Ou durante o cozimento, quando a comida fica quente ou aquecida, é simplesmente a transferência de calor por condução ou convecção.   

A razão por trás da transferência de calor é científica, pode parecer fácil e clichê aquecer alimentos, mas tem razões científicas por trás disso.

A transferência de calor pode ser direta ou indireta, existem vários materiais também nos quais o calor pode ser transferido e, em alguns, não pode ser transferido, por exemplo, nem todos os tipos de plástico suportam o calor.

Principais lições

1. A condução envolve a transferência direta de calor através de um material sólido, enquanto a convecção depende do movimento de fluidos ou gases para a transferência de calor.
2. A condução ocorre mais rapidamente em metais do que em não metais, enquanto a convecção é mais eficiente em líquidos e gases do que em sólidos.
3. Os isoladores podem minimizar a transferência de calor por condução, enquanto minimizar a convecção requer reduzir o movimento de fluidos ou gases.

Condução vs. Convecção

A diferença entre condução e convecção é que o calor é transferido diretamente na condução, enquanto que, na convecção, o calor é transferido através do fluido. Ambos levam à emissão de calor, mas há diferenças no método.

Tabela de comparação

Parâmetros de comparação	Condução	Convecção
Definição	Transferência de calor entre dois objetos através do contato direto.	Transferência de calor dentro do fluido.
Estado da matéria	Sólido	Líquido ou gasoso
Transferência de corrente elétrica	Permite	Não permite
Densidade de partículas	Alta densidade	Densidade baixa
Taxa de transferência de calor	Devagar	Mais rápido

O que é Condução?

A condução é o processo de transferência de calor ou corrente. A condução é a transferência de energia na forma de calor e corrente de um átomo para outro através do contato direto. 

A melhor transferência pode ocorrer no estado sólido porque os átomos estão compactados, o que permite uma taxa de transferência mais rápida; a densidade das moléculas afeta a taxa de transferência de calor, ao contrário Líquidos e gases são menos eficientes na transferência de calor devido à baixa densidade de moléculas.

Existem dois tipos de condução: condução de calor e condução de eletricidade. 

Condução de calor- quando a temperatura aumenta nas moléculas, uma vibração é produzida, e isso causa calor nas moléculas, e então a transferência de calor é causada dentro das moléculas compactadas.

A condução de eletricidade acontece devido ao movimento de partículas carregadas através de qualquer meio. Este movimento de partículas carregadas causa uma corrente carregada por íons ou elétrons carregados.

Vários fatores afetam a condução: a diferença de temperatura, comprimento, área da seção transversal e material.

A condução pode ser calculada por fórmula em teoria por vários métodos, por exemplo, pela lei de Ohm ou Fourier.

O que é Convecção?

A convecção é a transferência de calor através do movimento em massa de moléculas em qualquer fluido. A transferência inicial de calor entre o objeto e o fluido ocorre devido à condução, mas depois, o movimento em massa nas partículas do fluido cria convecção.

O processo de convecção envolve expansão térmica. Quando um fluido é aquecido abaixo da superfície, a camada inferior do líquido é aquecida, o que se expande termicamente. A densidade da molécula é comparada ao líquido na superfície superior.

Existem dois tipos de convecção: convecção natural e convecção forçada.

Convecção natural- Um tipo de convecção em que uma diferença de temperatura causa uma diferença de densidades, onde a força de empuxo desempenha um papel importante. por exemplo, ventos oceânicos.

Convecção forçada- um tipo de convecção em que as forças externas induzem a convecção, por exemplo, ventiladores, aquecedores de água, gêiseres, etc.

Os fatores que afetam a convecção são; meio (líquido ou gás), temperatura e uma fonte que causa calor. Uma das diferenças entre condução e convecção é que a convecção não suporta corrente elétrica.

A convecção natural não pode ser calculada facilmente, mas a convecção forçada pode ser calculada teoricamente através da fórmula dada pela lei de resfriamento de Newton. A fórmula é:-

P =dQ /dt =hA(T−T0)

• P= dQ /dt- a taxa na qual o calor é transferido
• h - coeficiente de transferência de calor por convecção
• A - área de superfície exposta
• T - a temperatura do objeto imerso
• T0 – a temperatura do fluido que está sob convecção

Principais diferenças entre condução e convecção

1. A transferência de calor na condução é lenta. Por outro lado, a transferência de calor na convecção é rápida.
2. A condução também suporta a condução elétrica, mas a convecção não suporta a eletricidade.

Referências

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375960106013247
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931009000271

Última atualização: 11 de junho de 2023