Observe uma porção de água em repouso. A primeira vista parece não haver qualquer atividade. No entanto, existe um intenso movimento, uma agitação permanente das moléculas de água.
À energia deste movimento chamamos de
Energia Interna desta porção de água.
Para recordar o conceito de Energia Interna veja
aqui.
A pergunta que nos fazemos é: Como podemos variar a Energia Interna de um corpo.
A parte da Física que trata deste assunto chama-se Termodinâmica. E nela a Primeira Lei da Termodinâmica trata dos meios para se produzir variações na Energia Interna de um corpo material.
Estas variações da Energia Interna de um corpo ocorrem devido a transferência de energia entre o corpo e o meio ambiente. Ela se dá por dois processos distintos: A transferência de energia na forma de
calor e a realização de
trabalho. Reveja o conceito de trabalho clicando
aqui e o de calor
aqui.
A variação da Energia Interna de um corpo pelo calor ocorre quando existe uma diferença de temperatura entre o corpo e o meio ambiente. E continua a ocorrer enquanto houver diferença entre as temperaturas, isto é, até se alcançar o equilíbrio térmico.
Vamos usar uma animação do site
Molecularium para obter uma simulação do processo. Clique
aqui e abra a animação.
Repare que na animação o tamanho da representação das moléculas de água está totalmente fora de escala. Elas são muito menores. Do mesmo modo, o número das moléculas representadas é muito maior para qualquer porção de água, por menor que ela seja.
Rode o botão para simular o aquecimento. Quando a placa de aquecimento atinge uma temperatura maior que a da água, seus átomos estão mais agitados que as moléculas de água.
Assim, as moléculas de água ao se chocarem com a placa recebem energia que se manifesta como energia cinética. Neste caso o calor está sendo transferido por condução.
Por outro lado, os átomos da placa de aquecimento, estão emitindo radiação infravermelha. Esta radiação é absorvida pelas moléculas de água. O calor está sendo transferido por irradiação.
Num dado momento as moléculas de agua irão se organizar em correntes de convecção. O calor está sendo então transferido por
convecção.
Claro, os três tipos de transferência de calor podem ocorrer simultaneamente.
Clique
aqui e abra a animação. Note que o calor não é uma forma nova de energia. É apenas energia de movimento sendo transferida. Quando a transferência acaba não podemos mais falar em calor.
No final do processo a placa perdeu energia e a água aumentou sua Energia Interna.
Imagem:
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Molecularium: Clique
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