Convecção vs Radiação
Convecção e radiação são dois processos discutidos no campo do calor. A convecção é o método de transferência de calor usando partículas em movimento. A radiação não requer partículas ou um meio para transferir energia. Ambos os processos são muito importantes em vários campos. Esses conceitos são amplamente utilizados em calor e termodinâmica, ciência atmosférica, análise do tempo, análise climática, mecânica dos fluidos e até ciências médicas. É vital ter uma compreensão adequada desses conceitos para se destacar em tais campos, que têm uso pesado desses conceitos. Neste artigo, vamos discutir o que são convecção e radiação, suas definições, aplicações de convecção e radiação, suas semelhanças e finalmente a diferença entre convecção e radiação.
O que é Radiação?
A radiação eletromagnética ou comumente conhecida como radiação ou radiação EM é um método de transferência de calor. A radiação eletromagnética foi proposta pela primeira vez por James Clerk Maxwell. Isso foi posteriormente confirmado por Heinrich Hertz, que produziu com sucesso a primeira onda EM. Maxwell derivou a forma de onda para ondas elétricas e magnéticas e previu com sucesso a velocidade dessas ondas. Como essa velocidade de onda era igual ao valor experimental da velocidade da luz, Maxwell também propôs que a luz era, de fato, uma forma de ondas EM. As ondas eletromagnéticas têm um campo elétrico e um campo magnético oscilando perpendicularmente entre si e perpendiculares à direção de propagação da onda. Todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade no vácuo. A frequência da onda eletromagnética decide a energia armazenada nela. Mais tarde, foi demonstrado usando a mecânica quântica que essas ondas são, de fato, pacotes de ondas. A energia deste pacote depende da frequência da onda. Isso abriu o campo da dualidade onda-partícula da matéria. Agora pode-se ver que a radiação eletromagnética pode ser considerada como ondas e partículas. Um objeto, que é colocado em qualquer temperatura acima do zero absoluto, emitirá ondas EM de todos os comprimentos de onda. A energia, que o número máximo de fótons emitidos, depende da temperatura do corpo.
O que é Convecção?
Convecção é a terminologia usada para movimentos em massa de fluidos. No entanto, neste artigo, a convecção é considerada na forma de convecção de calor. Ao contrário da condução, a convecção não pode ocorrer em sólidos. A convecção é o processo de transferência de energia através da transferência direta de matéria. Em líquidos e gases, quando aquecido a partir do fundo, a camada inferior do fluido será aquecida primeiro. A camada de ar aquecida então se expande; sendo menos densa que o ar frio, a camada de ar quente sobe na forma de corrente de convecção. Então a próxima camada de fluido está experimentando os mesmos fenômenos. Enquanto isso, a primeira camada de ar quente agora é resfriada e descerá. Este efeito cria um loop de condução, liberando continuamente o calor levado das camadas inferiores para as camadas superiores. Este é um padrão muito importante em sistemas climáticos. O calor da superfície da Terra é liberado para a atmosfera superior neste mecanismo.
Qual é a diferença entre Convecção e Radiação?
• Para que a convecção ocorra, um meio com partículas móveis deve estar presente ao redor do corpo aquecido. A radiação não requer nenhum meio.
• A transferência de calor por radiação é mais rápida que a transferência de calor por convecção.
• A convecção sempre afasta o calor da gravidade, enquanto a radiação é emitida em todas as direções.
