[CIÊNCIA COMPLETA]
A imagem mostra o desenho de uma geladeira de cor beje

Temperatura, calor, sensação, condutividade e isolantes térmicos

Temperatura, calor, sensação térmica, condutividade térmica e isolantes térmicos são conceitos próximos e que nos deparamos o tempo todo, seja quando cozinhamos, tomamos banho, conservamos os alimentos na geladeira, monitoramos geadas e outros eventos climáticos e em diversas outras situações.

Vamos ver abaixo um pouco destes conceitos.

Temperatura

A temperatura é uma grandeza física que representa o grau de agitação das moléculas, é medida como uma forma de energia, a energia térmica, que é mensurada em diferentes escalas, como as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

Calor

Representação de uma fogueira com três pessoas sentadas em troncos ao redor. Elas estão estendendo suas mão para perto da fogueira para aquecer, todas as pessoas usam blusa de capus, a esquerda uma pessoa usa blusa amarelo alaranjado e calça jeans, no meio uma pessoa usa blusa verde e calça vermelha escura, a direita uma pessoa usa blusa vermelha e calça jeans.

Quando, em um mesmo local temos duas coisas em temperaturas diferentes, como uma fogueira com pessoas ao redor para se esquentar. A energia flui da fogueira para as pessoas que estão se esquentando. Nós chamamos este transporte de energia térmica de um corpo para o outro de calor. Isto acontece em diversas situações durante a nossa vida e sempre vai fluir do objeto mais quente para o objeto mais gelado, buscando um equilíbrio térmico. Outro exemplo que pode ser dado são os dias em que sentimos frio, ou quando mergulhamos em um rio gelado, nessa situação o nosso corpo está mais quente que o ambiente ao redor, por isso nós perdemos energia térmica para o meio e sentimos frio.

Sensação térmica

Chamamos de sensação térmica o que sentimos quando ganhamos ou perdemos energia térmica, ou seja, quando estamos em um lugar gelado e perdemos energia térmica para o ambiente nós sentimos frio. E quando estamos em um lugar quente nós ganhamos energia térmica e sentimos calor.

Na física, a sensação térmica é conceituada dessa forma, contudo, quando assistimos aos jornais e vemos a previsão do tempo, nós vemos este termo sendo aplicado de maneira diferente.

Representação de uma nuvem de chuva sendo empurrada por ventos da esquerda para a direita.

A sensação térmica na climatologia

Quando assistimos a previsão do tempo nós geralmente vemos se vai chover ou não, se terá geada ou não, as temperaturas mínimas e máximas do dia e a sensação térmica. Esta “sensação térmica” não é a mesma que vimos nos parágrafos anteriores. Ela consiste na percepção que nós humanos temos da temperatura ambiente e leva em consideração variáveis como a temperatura, a umidade do ar, o vento, o suor que produzimos …

A sensação térmica também pode ser influenciada pelo tipo de roupas que a população local usa, da originalidade das pessoas daquela região, dos costumes …

Este conceito ganhou popularidade depois da segunda guerra mundial, onde as tropas alemãs foram derrotadas ao tentarem invadir a Rússia durante seu rigoroso inverno. Este mesmo inverno russo já havia também ajudado a derrotar as tropas de Napoleão Bonaparte que tentavam invadir a Rússia em 1812.

Ao final da guerra, o exército dos estados unidos criou um índice de avaliação do frio relacionado à velocidade do vento, depois este índice foi correlacionado a temperatura e em países tropicais como no Brasil, correlaciona-se também com a umidade relativa do ar.

Hoje em dia são muitas as fórmulas para se calcular a sensação térmica que vimos nos telejornais e cada uma é feita para ser aplicada a um tipo de população, levando em conta também questionários aplicados aos moradores locais.

Condutividade térmica e isolantes térmicos

Você que está lendo este artigo, experimente tocar com sua mão em uma superfície de madeira e depois em uma superfície de ferro, aço ou alumínio que esteja próxima de você. Provavelmente você vai ter a sensação térmica de que a madeira está mais gelada que o metal. Bem, isto não é verdade, na verdade tanto a madeira quanto o metal que tocou estão nas mesmas temperaturas, a sensação que teve só acontece por conta de uma propriedade dos materiais chamada condutividade térmica.

Desenho de uma pessoa tocando em uma espátula de metal, que apresenta maior condutividade térmica. E tocando em uma colher de pau, que apresenta menor condutividade térmica.

Condutividade térmica é a capacidade de os materiais transmitirem calor. E todos os materiais apresentam uma condutividade térmica específica, que varia de acordo com cada material e condições ambientais. No geral os metais apresentam alta condutividade térmica e materiais como madeira e lã apresentam baixa condutividade térmica, tão baixa que são usados para bloquear as transferências por calor, os chamados isolantes térmicos.

Essas características fazem com que os materiais encontrem diversas aplicações, os metais que apresentam alta condutividade térmica são usados como dissipadores de calor, empregados para resfriar processadores de computador, motores, e também já foram usados em geladeiras antigas. Já para os materiais isolantes térmicos encontramos aplicações bastante comuns, como as roupas que usamos e os cobertores que nos mantêm quentes nos dias frios. E em regiões frias é comum vermos também casas de madeira, com tapetes para manter o interior aquecido.

Referências:

SILVEIRA, E. O que é sensação térmica e por que não ‘fritamos’ quando ela ultrapassa os 80º C. BBC, 2018. Disponível em: <https://www.BBC.com/portuguese/brasil-46695306>. Acesso em: 13 de outubro de 2020.

VIEIRA, A. Calor, temperatura e sensação térmica. Interferência, 2010. Disponível em: <https://interferenciafisica.blogspot.com/2010/03/calor-temperatura-e-sensacao-termica.html>. Acesso em: 13 de outubro de 2020.

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SOUZA, G. J. B. Temperatura, calor, sensação térmica, condutividade térmica e isolantes térmicos. Ciência Completa, 2020. Disponível em: <https://cienciacompleta.gitlab.io/atg/temperatura-calor-sensacao-condutividade-isolantes-termicos.html>. Acesso em: ??(dia) de ??(mês) de ??(ano).