Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 91
Será que a energia do Sol alcança a Terra por condução ou convecção?
Passo 1
Para entender se a energia do Sol é capaz de alcançar a Terra por condução ou por convecção, precisamos primeiro entender o que é condução de calor e o que é convecção de calor.
Então vamos dividir essas duas explicações em dois passos!
Passo 2
A condução de calor é uma forma do calor caminhar através de um material. Por exemplo, se a superfície externa da panela cheia de água fica em contato com o fogo, a água também esquenta. Mas se estamos esquentando apenas o lado de fora da panela com as chamas, como essa energia consegue chegar no interior do recipiente pra esquentar os ingredientes?
Por meio da condução de calor através do metal da panela. O calor caminha pela panela! As moléculas do metal que estão em contato com a chama ficam bem agitadas por causa da energia que recebem. Essa vibração mais forte faz elas colidirem com os átomos próximos que estavam mais “paradões”. Esse impacto faz eles se agitarem mais também.
Essas partículas recém estimuladas se chocam com outras, gerando um efeito em cadeia de propagação de movimento. Depois de um tempo, essa movimentação alcança os átomos da superfície interna da panela, o que faz a água esquentar.
Ou seja, para o calor do sol ser conduzido até a Terra, é necessário existir moléculas no espaço que se choquem umas com as outras. Mas o espaço não tem nenhuma molécula. Ele é apenas o vácuo. Por isso, a energia do sol não pode alcançar a Terra por condução!
Passo 3
A convecção é um modo de transferência de energia por calor entre um sólido e um líquido (ou gás) que está em contato com o sólido. Para entender melhor, podemos usar o exemplo da panela com água sendo aquecida pelas chamas. Já sabemos que o calor passa da superfície interna para a superfície externa da panela através de condução. Mas de que forma esse calor chega até a superfície de cima da água?
O calor só consegue chegar na superfície de cima da água através do efeito combinado da condução de calor molécula a molécula e o movimento do líquido pra cima! Chamamos essa combinação entre o movimento visível a olho nu do fluido e o movimento o invisível a olho nu das moléculas se chocando de convecção!
Isso quer dizer que a transferência de energia por convecção também precisa de moléculas para acontecer! Elas precisam se movimentar para o calor sair do sol e chegar na Terra. Mas como só existe o vácuo entre a Terra e o Sol, a energia não pode chegar na Terra através da convecção!
Resposta
Não. A energia do Sol não alcança a Terra por condução ou convecção.