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Condutores e isolantes térmicos

Neste artigo vamos caracterizar materiais isolantes e condutores térmicos, ressaltando a presença de ambos em nossa vida cotidiana.

Introdução

Em um dia quente de verão nada como uma água ou um suco bem gelado para refrescar, certo? Mas nem sempre existem pessoas ou locais de venda próximos de onde estamos. Então, como garantir esses néctares dos deuses?
Você conhece garrafas e caixas térmicas, não? Elas são muito usadas nas praias e acampamentos para manter as bebidas geladas. No entanto, elas também podem ser usadas para manter bebidas e alimentos quentes.
Hoje existem as chamadas térmicas de neoprene também usadas para manter a temperatura. São feitas do mesmo material das roupas de mergulho, cuja função é manter a temperatura do corpo debaixo d'água.
Figura 1: Roupa de mergulho de neoprene. Crédito: Tadeu Pereira, CC-BY-2.0. Acesso em: 05/11/2018.
Os bombeiros, por sua vez, usam roupas isolantes térmicas que permitem a eles se aproximar de chamas sem que se queimem.
Mas no dia a dia não usamos apenas equipamentos que isolam termicamente casas, corpos ou materiais; usamos muitos elementos exatamente com a função oposta, as panelas, por exemplo, que têm a função de transmitir aos alimentos o calor da chama de forma rápida e eficiente.
A mesma coisa acontece no chuveiro, a ideia é que o calor criado na resistência elétrica seja transferido o mais rápido possível para a água.
Vamos ver agora as características dos condutores e isolantes térmicos.

Isolantes e condutores térmicos

Os materiais serão bons condutores ou isolantes térmicos dependendo da força de ligação de seus constituintes. Normalmente os metais são bons condutores térmicos porque seus constituintes mais elementares, ou seja, as cargas negativas dos átomos ou elétrons, estão fracamente ligados na estrutura do material. Isso possibilita que ele se movimente livremente e sofra várias colisões com os demais constituintes, que é uma das formas de transmitir o calor.
Figura 2: Panela de pressão. Crédito: Anderson Mancini, CC-BY-2.0. Acesso em: 05/11/2018.
Por outro lado, materiais cujos constituintes estão fortemente presos na estrutura são maus condutores de calor e normalmente chamados de isolantes térmicos. São exemplos de isolantes térmicos madeira, lã, ar, vidro, papel, neoprene e isopor.

Aplicações de isolantes e condutores térmicos

As aplicações dos isolantes e condutores térmicos são muitas.
Os condutores térmicos são usados na produção de panelas, grelhas, espetos de churrasco, aquecedores de toalhas, ferros de passar roupas, chapinhas para alisar cabelos, entre outros.
Os materiais isolantes têm sido usados nas construções de forma a diminuir o consumo de energia usada tanto no resfriamento nos dias quentes de verão quanto no aquecimento nos dias frios de inverno.
O isolamento térmico das construções pode ser feito com paredes duplas com ar, isopor, água ou vácuo entre elas. O vácuo entre paredes é usado na construção de garrafas térmicas (figura 3).
Figura 3: Estrutura da garrafa térmica. Crédito: João Paulo de Aguiar Fonseca, CC-BY-SA-3.0. Acesso em: 05/11/2018.

Referências

NAVROSKI, M. C.; LIPPERT, D. B.; CAMARGO, L.; PEREIRA, M. O. de; HASELEIN, C. R. Avaliação do isolamento térmico de três diferentes materiais usados na construção e preenchimento de paredes externas. Ciência da Madeira, Pelotas, v. 01, n. 01, p. 41-51, maio de 2010.

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