Corrente de Convecção

Convecção é o tipo de transmissão de energia térmica em que essa energia é transmitida por massas fluidas que se deslocam de uma região para outra em virtude da diferença de densidade dos fluidos existentes nessas regiões.

Podemos encontrar, em nossa vida diária, várias situações em que as correntes de convecção desempenham um papel importante. A formação de ventos, a circulação de ar no interior da geladeira e condicionadores de ar e outros.

As correntes de convecção nos refrigeradores surge no ar interno, onde faz-se o resfriamento da camada superior destes, tornando-os mais densos e consequentemente mais "pesados" fazendo-os descer e empurrando as camadas inferiores que estão mais quentes e menos densas para cima onde irão ocupar o lugar deixado pelas massas mais frias e assim criar uma corrente de ar.

Correntes de convecção podem ser explicados analogamente à forma como a água se movimenta quando a aquecemos em uma panela. A água aquece e sobe, e ao chegar à superfície esta resfria e desce, fazendo movimentos circulares.

FONTE: http://magm.com.sapo.pt/. Acesso em 08 de fevereiro de 2011.

Com base nisso, como você conclui o surgimento desse movimento?

1. O movimento ocorre em função das diferenças de densidade entre as massas mais quentes e as mais frias.

CONVECÇÃO:

É o processo de transferência de calor que ocorre através do deslocamento de camadas de um fluido, isto significa que ocorre com os líquidos e os gases.

É o que ocorre, por exemplo, com a água em uma panela no fogo. A fonte de calor - a chama - aquece a água da parte inferior, que se torna menos densa e sobe devido ao empuxo, enquanto a água da parte superior, que está mais densa que a de baixo, desce. Assim, uma corrente de massa de água se forma no interior da panela e ocorre o que chamamos de deslocamento de camadas ou de massa de fluido, no caso a água. E essa corrente de convecção irá ocorrer enquanto houver diferença de temperatura entre as moléculas do fluido.

As correntes de convecção ocorrem na atmosfera, e próximo a superfície facilitam o vôo de pássaros que as utilizam para atingir grandes alturas.

Também afetam o clima. As correntes de ar que se movimentam das regiões mais aquecidas e de baixa pressão para as regiões mais frias e de alta pressão. Quando correntes de ar colidem - como as que movem-se

das regiões polares em direção ao Equador e as correntes em sentido inverso, chamadas de tropicais, que em geral são quentes e úmidas - ocorrem tempestades. Essas massas de ar, quentes e frias são as chamadas frentes quentes e frias.

Nas cidades onde há grande circulação de veículos ou indústrias os gases expelidos sobem porque são mais quentes e menos densos que o ar atmosférico e o ar das camadas mais altas, descem, ocorrendo uma renovação do ar, mas isso depende da temperatura ambiente. No inverno, o ar próximo ao solo pode estar mais frio que o ar das camadas mais altas da atmosfera, o que é denominado inversão térmica e então, o ar não sobe o que facilita a formação de poluição.

Alguns eletrodomésticos também funcionam com base na convecção do calor. No refrigerador, por exemplo, o congelador fica na parte superior para que as correntes de ar, circulem de cima para baixo, resfriando o interior.

Na geladeira, ar em contato com a serpentina, próxima ao congelador, se torna mais frio, mais denso e desce, e ao atingir a parte inferior já está menos frio e portanto, menos denso, logo torna a subir, gerando a corrente de convecção. E para facilitar esse processo de resfriamento é necessário que as prateleiras sejam vazadas e que não sejam forradas, pois isso dificultaria a passagem do ar. Além disso, é por este motivo que a gaveta de verduras que não precisam ser muito frias, ficam na parte inferior e a gaveta de carnes, fica

na parte superior.

Da mesma forma que o congelador na geladeira, o ar condicionado, para produzir melhor

resfriamento deve ser instalado na parte superior das paredes, porque o ar frio sai para cima e como é denso, desce, enquanto que o ar mais quente sobe, e então a refrigeração do ambiente é mais eficiente. Para produzir aquecimento, com um ar condicionado ou lareira, o ideal é instalar próximo ao solo.

CONVECÇÃO DOS FLUIDOS

EXPERIMENTOS

CONVECÇÃO I1

Objetivo: constatar que nos fluidos o calor se propaga deslocando camadas de matéria o que denomina-se corrente de convecção.

Material:

cuba de vidro; aquecedor elétrico (rabo-quente); lâmpada com suporte e fio (pequeno abajur).

Procedimento:

coloque a cuba a aproximadamente 2m de uma parede; coloque água, sem enchê-la completamente; coloque o aquecedor na parte central no fundo da cuba; acenda a lâmpada observando a posição do filamento (horizontal) e deixe-a a aproximadamente 60cm da cuba, como na figura; observe a projeção da luz na parede através da cuba; ligue o aquecedor e continue a observar.

Conclusão: A água aquecida diminui de densidade, ocupando imediatamente a parte alta e espalhado-se para os lados ao chegar à superfície. Um fenômeno semelhante acontece com as águas dos oceanos, as mais quentes, próximo ao Equador, espalham-se pela superfície, formando verdadeiros rios de água quente, dentro do mar, por sua vez, as águas frias passam a ocupar o lugar deixado pelas águas quentes, formando-se também correntes de águas frias.

Nota: A formação dos ventos é um processo similar. O ar que se encontra em contato com a superfície mais quente da Terra aumenta de temperatura e diminui de densidade e sobe para as regiões mais altas da atmosfera, em conseqüência, o ar de outras regiões passa a ocupar os espaços deixados pelo primeiro, originando-se, assim os ventos.

FAÇA VOCÊ MESMO!

CONVECÇÃO II2:

Objetivo: observar as correntes de convecção.

Material:

recipiente pirex ou panela de vidro ou bule de vidro; água; um saquinho de chá; fogão à gás.

Procedimento:

encha o recipiente com água; retire o chá do saquinho, despejando-o no recipiente; leve ao fogo baixo e fique observando.

Conclusão: quando a água começa aquecer, surgem as correntes de convecção. Observe a trajetória das partículas de chá.

CONVECÇÃO III

Objetivo: verificar o sentido da corrente de convecção.

Material:

vela; fósforo ou isqueiro.

Procedimento:

acenda a vela; verifique como se orienta e se movimenta a chama da vela; movimente a vela e retire-a da posição vertical, coloque-a inclinada e depois na horizontal; verifique como se orienta a chama;

aproxime seus dedos do lado da chama; a seguir aproxime seus dedos acima da chama da vela; compare suas sensações.

Conclusão: a chama de uma vela está sempre para cima, mesmo quando a vela está em outra direção, que não a vertical, pois os gases que se formam durante a combustão são aquecidos e ficam menos densos que o ar a sua volta, logo sobem, levando a chama da vela, formando correntes de convecção. E como o ar é mau condutor, ao lado da vela é possível manter os dedos.

1- Arribas, S. D. Experiências de física na escola. 4. ed. Passo Fundo: Universitária, 1996.2- Valadares, E. C. Física mais que divertida. Belo Horizonte: UFMG, 2000.

Corrente de ConvecçãoPor Leopoldo Toffoli

Quando aquecemos um fluido, inicialmente só a região próxima a fonte de calor se aquece, aumentando o seu volume como conseqüência da agitação de suas partículas. Esse aumento no volume, sem alteração na massa, leva a uma diminuição da densidade do fluido nessa região. Como os fluidos densos ficam abaixo dos menos densos, o fluido aquecido e menos denso começa a subir provocando assim uma corrente ascendente.

A medida que a corrente quente sobe, vai ocorrendo o aquecimento dos níveis acima, enquanto isso ela própria vai esfriando, sofrendo agora um processo inverso ao inicial, pois a sua densidade volta a aumentar, por conseqüência disso volta a desce, reiniciando o processo. Formando assim as correntes de convecção, pelas qual o fluido se aquece.

A convecção é levada em conta quando instalamos um ar-condicionado em um ambiente fechado. Ele deve ser colocado em lugares elevados do ambiente. E as lareiras devem ser instaladas no chão do ambiente.

A convecção necessita de um meio material para se propagar.

http://www.infoescola.com/termodinamica/corrente-de-conveccao/