Cómo se transfiere el calor
Tan interesantes como los efectos de la transferencia de calor en un sistema son los métodos por los que ésta se produce. Siempre que hay una diferencia de temperatura, se produce una transferencia de calor. La transferencia de calor puede producirse rápidamente, como a través de una sartén, o lentamente, como a través de las paredes de una nevera de picnic. Podemos controlar las tasas de transferencia de calor eligiendo materiales (como la ropa de lana gruesa para el invierno), controlando el movimiento del aire (como el uso de burletes alrededor de las puertas) o eligiendo el color (como un techo blanco para reflejar la luz del sol en verano). Son muchos los procesos que implican transferencia de calor, por lo que es difícil imaginar una situación en la que no se produzca. Sin embargo, todos los procesos que implican una transferencia de calor se llevan a cabo mediante sólo tres métodos:
Figura 1. En una chimenea, la transferencia de calor se produce por los tres métodos: conducción, convección y radiación. La radiación es responsable de la mayor parte del calor que se transfiere a la habitación. La transferencia de calor también se produce por conducción en la habitación, pero a un ritmo mucho más lento. La transferencia de calor por convección también se produce a través del aire frío que entra en la habitación alrededor de las ventanas y el aire caliente que sale de la habitación subiendo por la chimenea.
El calor puede viajar por conducción
Entender cómo se transfiere el calor desde el exterior a su casa y desde su casa a su cuerpo es importante para comprender el reto de mantener su casa fresca. Comprender los procesos que ayudan a mantener el cuerpo fresco es importante para entender las estrategias de refrigeración de su casa.
La radiación es el calor que viaja en forma de luz visible y no visible. La luz solar es una fuente obvia de calor para los hogares. Además, la radiación infrarroja no visible de baja longitud de onda puede transportar el calor directamente de los objetos calientes a los más fríos. La radiación infrarroja es la razón por la que se puede sentir el calor de un elemento de combustión caliente en una estufa, incluso desde el otro lado de la habitación. Las ventanas antiguas permiten que la radiación infrarroja procedente de objetos calientes del exterior irradie hacia el interior de la vivienda; las persianas pueden ayudar a bloquear esta radiación. Las ventanas más nuevas tienen revestimientos de baja emisividad que bloquean la radiación infrarroja. La radiación infrarroja también transporta el calor de las paredes y el techo directamente a su cuerpo.
La convección es otro medio para que el calor de las paredes y el techo llegue a usted. El aire caliente asciende de forma natural, transportando el calor desde las paredes y haciéndolo circular por toda la casa. Cuando el aire caliente pasa por tu piel (y lo respiras), te calienta.
El calor viaja a través de los sólidos por
Mientras que la conducción es la transferencia de energía térmica por contacto directo, la convección es el movimiento del calor por el movimiento real de la materia; la radiación es la transferencia de energía con la ayuda de las ondas electromagnéticas.
La materia está presente a nuestro alrededor en tres estados, sólido, líquido y gaseoso. La conversión de la materia de un estado a otro se denomina cambio de estado, que tiene lugar debido al intercambio de calor entre la materia y su entorno. Así, el calor es la transición de energía de un sistema a otro, debido a la diferencia de temperatura, que se produce de tres maneras diferentes, que son la conducción, la convección y la radiación.
La gente suele confundir estas formas de transferencia de calor, pero se basan en diversas interacciones físicas para transferir energía. Para estudiar la diferencia entre conducción, convección y radiación, echemos un vistazo al artículo que se ofrece a continuación.
SignificadoLa conducción es un proceso en el que la transferencia de calor se produce entre objetos por contacto directo.La convección se refiere a la forma de transferencia de calor en la que la transición de energía se produce dentro del fluido.La radiación alude al mecanismo en el que el calor se transmite sin ningún contacto físico entre objetos.
El calor se desplaza por los líquidos mediante
La conducción es una de las tres formas principales en que la energía térmica se desplaza de un lugar a otro. Las otras dos formas de desplazamiento del calor son la radiación y la convección. La conducción es el proceso por el que la energía térmica se transmite a través de las colisiones entre átomos o moléculas vecinas. La conducción se produce más fácilmente en los sólidos y líquidos, donde las partículas están más juntas, que en los gases, donde las partículas están más separadas. La tasa de transferencia de energía por conducción es mayor cuando hay una gran diferencia de temperatura entre las sustancias que están en contacto.
Piensa en una sartén colocada sobre una estufa de campamento abierta. El calor del fuego hace que las moléculas de la sartén vibren más rápido, lo que hace que se caliente más. Estas moléculas que vibran chocan con las moléculas vecinas, haciendo que también vibren más rápido. Al chocar estas moléculas, la energía térmica se transfiere por conducción al resto de la sartén. Si alguna vez has tocado el mango metálico de una sartén caliente sin un salvamanteles, tienes experiencia de primera mano con la conducción del calor.