Mecanismos de transferência de calor combinados

Mecanismos de transferência de calor combinados
“Num sólido opaco à radiação térmica a transferência de calor ocorre apenas por condução, enquanto num fluido opaco ela ocorre por convecção (a qual engloba a própria condução). No vácuo apenas ocorre radiação. Nos sólidos, líquidos e gases não opacos, a transferência de calor ainda pode ocorrer por radiação, em paralelo à condução ou convecção. Diz-se que estamos perante mecanismos combinados” (Çengel, Heat Transfer: A practical approach, 2003).
A partir desta citação percebe-se que radiação, condução e convecção são os três mecanismos de transferência de calor possíveis e que não podem ocorrer em simultâneo num meio.
Sólidos
A transferência de calor por condução só ocorre em sólidos opacos; já por condução e/ou radiação só ocorre em sólidos semitransparentes. Assim, um sólido pode envolver condução e radiação, mas não convecção.
No entanto, um sólido pode envolver transferência de calor por convecção e/ou radiação sobre as suas superfícies expostas a um fluido, ou a outras superfícies. Por exemplo, a superfície exterior de um pedaço de rocha frio vai aquecer num ambiente mais quente, como resultado de um ganho de calor por convecção (do ar) e por radiação (do sol). Já as partes internas da rocha irão aquecer através de mecanismos de condução para a região interior.
Fluidos
A transferência de calor por condução ocorre num fluido sem movimento, enquanto a convecção e a radiação acontecem num fluido com movimento. Na ausência de radiação, a transferência de calor através de um fluido ou se dá por condução ou por convecção, dependendo da presença de movimento do fluido.
Assim, quando lidamos com transferência de calor através de um fluido, ou temos condução ou convecção, mas nunca ambos os fenómenos em simultâneo. Além disso, os gases são praticamente transparentes à radiação, exceto alguns que são conhecidos por absorver a radiação fortemente a determinados comprimentos de onda, como o ozono, por exemplo, que