Fluxo de calor

   Já observamos que ao misturar água quente com água fria, a mistura atinge uma temperatura intermediária. Neste processo, as moléculas de água quente (que possuem uma energia cinética média alta) se misturam com as moléculas de água fria (que possuem uma energia cinética média baixa). As moléculas da mistura, como um todo, possuem uma energia cinética média com valor intermediário.

   Um fenômeno similar ocorre com os gases. Quando massas de ar quente e frio se misturam (esta é origem das variações de temperatura) a temperatura nas proximidades da superfície da Terra atinge um valor intermediário.

   Mas esta mistura não ocorre de maneira eficiente, pois há uma diferença muito grande quando se compara as temperaturas das regiões polares com as temperaturas das regiões tropicais.

   Não se pode lamentar esta grande variação da temperatura de uma região para outra, pois a situação poderia ser bem pior. Por exemplo, a distância média da Lua ao Sol é igual à distância média da Terra ao Sol, mas ao contrário da Terra a Lua não possui atmosfera.

   Como consequência, a parte da Lua exposta ao Sol é mais quente que a região tropical terrestre, enquanto a parte da região de sobra é mais fria que o inverno antártico.

(a) Na convecção, a água aquecida no fundo do recipiente 
sobe enquanto a água fria desce. (b) Na condução, 
o calor se propaga através do cabo de frigideira. 
(c) Na radiação, o calor é transmitido pelos raios 
infravermelhos

Convecção

   A transferência de calor através de correntes de líquido ou gás é conhecida como convecção (origem na palavra latina para “levar junto”).

Condução

   A transferência de calor também pode ocorrer sem o movimento de matéria. Se uma das extremidades de uma barra de metal é aquecida, após um intervalo de tempo podemos verificar que a outra extremidade também começa a aquecer. Neste caso, não há corrente de matéria em movimento de uma extremidade para outra.

   Neste processo, quando uma extremidade da barra de metal é aquecida, os átomos desta parte da barra ganham energia.

   Na situação em que a barra permanece sólida, a posição média de cada átomo permanece a mesma. Mas, à medida que os átomos da extremidade aquecida da barra ganham energia, as suas vibrações se tornam mais rápidas, e os movimentos vão além das posições de equilíbrio e atingem os átomos vizinhos.

   Como resultado dos impactos, os átomos vizinhos começam a vibrar mais energeticamente. Assim, a energia cinética de vibração é transferida de um átomo para outro, de maneira gradual, de uma extremidade a outra da barra.

   Esta transferência de calor através de um objeto sólido é chamada de condução (origem na palavra latina que significa “levar junto”).