Compreender os diferentes mecanismos de transferência de calor é importante para estudantes de física, meteorologia e geografia. Na maioria das vezes, as diferenças são fáceis de entender. No entanto, um ponto comum de confusão é a distinção entre convecção e advecção.
Ao ler pela primeira vez as definições de ambos, é muito tentador pensar nos dois como um e o mesmo fenômeno, mas na realidade, advecção é um componente do processo mais amplo e abrangente de convecção. Compreender essa distinção é crucial se você deseja descrever os dois processos.
O que é convecção?
A convecção é um processo de vários estágios que geralmente resulta no movimento cíclico de um fluido em resposta ao aquecimento. Imagine a água em uma panela que está sobre o calor: conforme o fundo da panela esquenta, esse calor é transferido (por condução) para a água do fundo da panela.
A água então se aquece, fazendo com que suas moléculas vibrem mais e a densidade geral dessa parte da água diminua devido ao aumento do movimento das moléculas. A redução da densidade faz com que a porção mais quente da água suba, sendo substituída por água mais fria e densa da parte superior da panela.
À medida que a água mais quente sobe, ela perde parte de sua energia adicional (sendo transferida para outras partes da água e perdida como resultado do movimento), fazendo com que esfrie e fique mais densa.
Ao mesmo tempo, a água mais fria que a substituiu no fundo da panela esquentou, tornou-se menos densa e começou a subir. O processo começa novamente, resultando em correntes de convecção em toda a panela. Esse mesmo processo também ocorre na atmosfera, no ar próximo a um aquecedor e em muitos outros lugares onde existe uma fonte distinta de calor.
O que é defesa?
Advecção é um processo mais específico, definido como o transporte de algo (como temperatura, umidade ou uma substância) de um lugar para outro pelo movimento de massa de um fluido, geralmente horizontal.
A parte chave desta definição é que é apenas o transporte de um material ou quantidade pelo movimento de um fluido e, portanto, a definição da geografia de advecção depende fortemente das correntes de vento ou do oceano correntes.
Uma corrente oceânica quente, por exemplo, move a água de alta temperatura de um lugar para outro porque é carregada junto com o movimento do corpo d'água. De forma semelhante, o movimento de corpos de ar quente e frio (ou seja, frentes quentes e frias) em meteorologia é um exemplo de advecção.
Convecção vs. Advection
A fonte da confusão entre convecção vs advecção deve agora estar clara. Em ambos os processos, o calor pode ser transferido de um local para outro pelo movimento de um fluido, portanto, de certa forma, há uma grande sobreposição entre os processos. O fator chave, porém, é que a convecção contém advecção, mas também inclui transferência condutiva ou difusiva, enquanto a advecção refere-se puramente à transferência da quantidade através do movimento do fluido.
Você pode pensar em convecção versus advecção com mais detalhes para entender a diferença. No início, o calor é transferido para o fluido, e isso faz com que as moléculas dentro dele se movam em direções aleatórias, espalhando o calor por meio da difusão.
Então, como o difusão continua, e a densidade da porção do fluido cai, há uma transferência advectiva de energia interna para outro local no fluido, após o qual há difusão para outras partes do líquido.
Em suma, a advecção é especificamente dependente das correntes dentro de um fluido, enquanto a convecção é um processo mais amplo que também contém transferência de calor difusiva. Como tal, a advecção só pode existir em gases e líquidos, e não é possível em um sólido.