Cobertor Esquenta?

::: COBERTOR ESQUENTA? :::


Cobertor esquenta, certo? E quanto mais grosso, mais ele aquece, não é mesmo?

Nada disso! Dizer que cobertor esquenta é um erro físico grave! Nem cobertor nem blusas, jaquetas, agasalhos... Nada disso esquenta pois não tem uma fonte própria de energia térmica!

Na verdade, nosso organismo gasta energia para nos manter a cerca de 36oC, temperatura típica dos mamíferos. Se o ambiente estiver mais frio do que o nosso corpo, vai nos roubar calor. Assim, quando está muito frio, o fluxo de calor de dentro para fora do nosso corpo fica mais intenso e começamos a ter a sensação de frio, um alerta do nosso sistema nervoso para buscarmos uma proteção térmica. Para evitarmos perda excessiva de calor para o ambiente, vestimos um agasalho de tecido mais grosso ou entramos debaixo de um cobertor. A parede de tecido servirá de isolante térmico, tornando a perda de calor para o ambiente menor e mais lenta, diminuindo a sensação de frio e provocando a falsa idéia de que o cobertor nos esquentou.

Para entender melhor como isso funciona, usaremos o modelo físico do francês Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) para a condução de calor através de uma parede de espessura L e área de secção transversal A.


As temperaturas em ambos os lados da parede de espessura L e área de secção transversal A são q1 e q2, supostas constantes, com q1 > q2. Haverá a passagem de uma quantidade Q de calor (por condução) num intervalo de tempo Dt através da parede, sempre no sentido do lado mais quente (maior temperatura, q1) para o lado mais frio (menor temperatura, q2). Em outras palavras, haverá um fluxo de calor F = Q/Dt que, segundo Fourier, será dado por:


onde K, chamada de coeficiente de condutibilidade térmica, depende do meio material de que é feita a parede e é uma constante que regula o fluxo de calor F.

A quantidade de calor Q que passa através da parede pode ser obtida por:


Imagine, por exemplo, um cobertor com espessura L = 2,5 cm, feito de um material com condutibilidade K = 5,0.10-4 J/cm.s.oC, sendo usado por uma pessoa que está a q1 = 36oC num dia em que a temperatura ambiente é q2 = 0oC. A quantidade de calor Q que vai escapar por cada A = 1m2 (1.104 cm2) do cobertor a cada Dt = 1s será dada por:


Descobrimos que 72 J de calor (cerca de 72 / 4 = 18 calorias) atravessam cada metro quadrado do cobertor por segundo.

Na prática, um bom cobertor deve ser um bom isolante térmico, ou seja, deve dificultar o fluxo F de calor por condução. Desta forma, deve ser feito de um material de baixo coeficiente de condutibilidade K e ser suficientemente espesso, ou seja, ter um razoável valor de L. Note que quanto maior o valor de L, menor será a quantidade de calor Q perdida para o ambiente. Da mesma forma, quanto menor a condutibilidade K, também menor será a quantidade de calor Q cedida para o ambiente. E, quanto menor a perda de calor Q para o ambiente, melhor será o isolamento térmico.


:: Cobertor Elétrico Esquenta


O cobertor da figura ao lado esquenta de verdade. Mas é elétrico, tem fio e deve ser conectado na tomada.
Ele não é apenas um isolante térmico, é um aquecedor pois possui resistores elétricos internos que, quando ligados à rede elétrica, são percorridos por uma corrente elétrica e passam a dissipar energia na forma de calor (Efeito Joule). Em alguns segundos a temperatura do sistema se estabiliza, atingindo o equilíbrio térmico num valor agradável para o corpo humano.
Estes cobertores não são comuns aqui no Brasil, país tipicamente tropical onde o inverno geralmente é curto e não tão rigoroso na maior parte do seu território.


:: Cobertor de Orelha


"... só quero que você me aqueça neste inverno e que tudo mais vá pro inferno"
(Roberto Carlos)

Assim como o cobertor elétrico, o "cobertor de orelha" da foto acima também esquenta. O cachorro, mamífero, mantém a sua tempertura em torno de 36 Graus Celsius, valor bastante agradável para o gatinho, outro mamífero. É a prova de que um mamífero vivo, através do seu metabolismo, mantém a sua temperatura estável e emana calor constantemente.

:: Você Entendeu?


Se você entendeu a idéia física por trás da pergunta "cobertor esquenta?", então me responda mais duas perguntinhas:

1) Se embrulharmos uma pedra de gelo num cobertor, o gelo demora mais ou menos para derreter?
Resposta: Se respondeu que demora mais, acertou na mosca! Se o cobertor esquentasse de fato, o gelo iria derreter mais rápido. Mas o cobertor vai funcionar apenas como isolante térmico, diminuindo o fluxo de calor de fora para dentro, ou seja, do meio ambiente para a pedra de gelo que vai demorar mais para sofrer o processo de fusão.

2) Por que sentimos mais fome no inverno?
Resposta: No inverno nosso metabolismo trabalha de forma mais intensa para nos manter a 36oC. A sensação de fome é o nosso próprio organismo lembrando-nos de "recarregar as baterias"!

Até amanhã...