EL blog del físico
Transmición de calor
¿Qué es?
La transferencia de calor es el paso de
energía térmica desde un cuerpo de
mayor temperatura a otro de menor
temperatura. Cuando un cuerpo, por
ejemplo, un objeto sólido o un fluido,
está a una temperatura diferente de
la de su entorno u otro cuerpo, la
transferencia de energía térmica, también conocida como transferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico. La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado del segundo principio de la termodinámica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse más lenta.
Los metales, son comunmente buenos conductores de energía mientras que los no metales pues no lo son.
Hay 3 formas de transmitir calor:
Por conducción
En cada choque las partículas ceden
parte de su energía cinética a las
partículas contiguas, todo ello sin
que haya transporte neto de materia.
En la animación anterior puedes ver
cómo al encender la placa las patículas
comienzan a moverse más rápidamente
y la energía cinética se transmite desde
las partículas de la placa vitrocerámica al cazo, a la parte metálica del mango y finalmente a la madera del mango, con el consiguiente aumento de temperatura en todas las zonas.
Este tipo de transmisión es característico de los sólidos, ya que los líquidos conducen muy mal y los gases prácticamente no conducen. Dentro de los sólidos existen muy buenos conductores del calor como los metales y malos conductores, como la madera o el papel.
Por convección
El calor se transmite por convección en el caso de los fluidos: gases o líquidos,cuando absorben calor en una porción y luego esta porción se desplaza mezclándose con otra másfría cediéndole calor. Este movimiento se denomina corriente de convección y si es provocado por diferencias de densidad debidas a diferencias de temperatura, tenemos, el fenómeno de convección natural.
Si, en cambio, el movimiento del fluido se efectúa por medio de un agitador, una bomba o un ventilador, corresponde a la convección forzada.
Cuando un fluido está en contacto con
una pared sólida de mayor temperatura,
aunque el fluido se encuentra en movi-
miento turbulento, se forma junto a la
pared una película de fluido. Cuanto más
turbulenta sea el movimiento, más delgada
es la película, también llamada capa límite.
El fenómeno de transmisión de calor de la
pared al fluido se realiza por conducción a
través de la película y a la vez por convección
del fluido. En conjunto, el fenómeno es complejo porque la cantidad de calor transmitida dependerá de varios factores concurrentes: como ser la naturaleza del fluido ; el estado del fluido (densidad, viscosidad, calor específico y conductibilidad térmica); de la velocidad del fluido (si es mínima, el movimiento será laminar y si es considerable, turbulento); de que el intercambio de calor provoque evaporación, condensación o formación de la película; de la forma del sólido (pared plana o curva, vertical u horizontal); de la naturaleza de la superficie (rugosa o lisa) y de que el sólido sea buen o mal conductor.
Por radiación
Todos los cuerpos, cualquiera sea su temperatura, emiten energía en forma continua desde sus superficies. Esta energía se denomina energía radiante y es transportada por ondas electromagnéticas, por este motivo, la energía radiante puede transmitirse aún en el vacío. La emisión continua de energía radiante por un cuerpo se denomina radiación.
Como consecuencia de este fenómeno, dos
cuerpos colocados en el vacío que están a
diferentes temperaturas alcanzan el equilibrio
térmico debido a que el de menor temperatura
recibe energía radiante del otro cuerpo de
mayor temperatura. Cuando la energía radiante
es absorbida por un cuerpo, se transforma en calor;
no obstante la energía radiante también puede ser reflejada (difundida) o refractada (propagada) por los cuerpos. Trataremos únicamente la energía radiante emitida por los sólidos y los líquidos, pues la emitida por los gases obedece a leyes muy diferentes.
La energía radiante se transmite por ondas electromagnéticas, por lo tanto su velocidad de propagación será la de la luz (300.000 km/seg en el vacío).
Las ondas electromagnéticas comprenden: radio ondas, ondas infrarrojas, luz visible, ondas ultravioletas y rayos X y γ; todas diferentes solamente en sus longitudes de ondas. Los cuerpos sólidos y líquidos emiten energía radiante que contiene ondas de todas las frecuencias, cuyas amplitudes dependen principalmente de la temperatura del cuerpo emisor y no del tipo de moléculas que lo formen.
Bibliografía
www.educaplus.org/play-324-Transmisión-del-calor-por-conducción.html
