Calor e troca de calor

Equilíbrio térmico

Imagine dois cubos de ferro sólidos, cada qual com massa de 1 quilograma (1 kg). Um deles está a 10ºC e o outro a 30ºC.

Se os colocarmos em contato, percebemos que, nos minutos seguintes, suas temperaturas se modificam até chegar a uma situação em que ambos apresentam a mesma temperatura, 20ºC.

Quando os dois cubos passam a ter a mesma temperatura, dizemos que eles atingiram o equilíbrio térmico.

De modo geral, dois corpos estão em equilíbrio térmico quando apresentam a mesma temperatura. Por outro lado, quando a temperatura de dois corpos é diferente, eles não estão em equilíbrio térmico. É o caso dos dois cubos de ferro no inicio do experimento.

O conceito científico de calor

Por que dois corpos que estão a temperaturas diferentes atingem o equilíbrio térmico algum tempo depois de serem colocados em contato?

A explicação dos cientistas para esse acontecimento é que há transferência de energia do corpo mais quente para o mais frio. Essa é uma regra geral da natureza: quando dois corpos estão colocados em contato, energia flui do que está com uma temperatura mais alta para o outro, que está a uma temperatura mais baixa.

A energia transferida entre dois corpos (ou partes de um mesmo corpo) que têm temperaturas diferentes é denominado calor. O calor sempre flui espontaneamente do corpo mais quente para o mais frio.

O processo é chamado de troca (ou transferência) de calor e ocorre até que o equilíbrio térmico esteja estabelecido.

Processos de troca de calor

A transferência de energia de um corpo mais quente para outro mais frio pode acontecer por três modos distintos, sobre os quais falaremos adiante: a condução, a convecção e a irradiação. Na prática a troca de calor entre dois corpos pode até envolver um, dois ou, até mesmo, todos esses três processos. Contudo é importante que você os conheça, a fim de compreender melhor alguns acontecimentos do seu dia-a-dia.