Transferencia de calor: Conducción, Convección y

Radiación

FISICA IIGisela Hernández Rodríguez

Laura Nereida Hernández SaldañaAna María Hilario Vicente

Daniela Vidal Alonso

El calor

El calor es una manifestación de energía. El calor es una forma de energía. Examinando las fuentes de calor se

confirma que aquél es el resultado de una transformación de otras formas de energía de acuerdo

con la ley de la conservación de la energía, que dice: La energía no se crea ni se destruye, únicamente se

transforma. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una

zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante.

Transferencia de calor:

El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes

zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas.

Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el

cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor

hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico

(ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación se entibia).

La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe

reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los

procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.

Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es parte de dicha energía

interna (energía calorífica) transferida de un sistema a otro, lo que sucede con la condición

de que estén a diferente temperatura.

La energía existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es la forma de la energía que se puede transferir de un sistema a otro como

resultado de la diferencia de temperatura.

Newton estudió el fenómeno de la transferencia de calor y demostró que en el enfriamiento de cuerpos que no están demasiado calientes se cumple una ley

sencilla. Según ésta ley implica la razón con que cambia la temperatura de un objeto es proporcional a la diferencia entre su temperatura y la del medio

que le rodea, que es la temperatura ambiente.

CONDUCCION

Es el mecanismo de transferencia de calor en escala atómica a

través de la materia por actividad molecular, por el choque de unas moléculas con otras,

donde las partículas más energéticas le entregan energía a las menos

energéticas, produciéndose un flujo de calor desde las temperaturas más altas a las más bajas. Los mejores conductores de calor son

los metales.Los objetos malos conductores como el aire o

plásticos se llaman aislantes.

Es el Flujo de calor a través de medios sólidos por la vibración interna de las moléculas y de

los electrones libres y por choques entre ellas. Las moléculas y los electrones libres de

la fracción de un sistema con temperatura alta vibran con mas intensidad que las

moléculas de otras regiones del

mismo sistema o de otros sistemas en contacto con temperaturas mas bajas.

Las moléculas con una velocidad mas alta chocan con las moléculas menos excitadas y transfieren parte de su energía a las moléculas con menos

energía en las regiones mas frías del sistema. Las moléculas que absorben el

excedente de energía también adquirirán una mayor velocidad vibratoria y generarán mas calor

(energía potencial-absorbe calor-<--> energía cinética –emite calor).

El calor se desplaza desde el extremo del sartén hacia el mas frio (donde la sostienes).

Al fumar el calor se transmite desde la punta hasta la boca

CONVECCION:

Es el flujo de calor mediante corrientes dentro de un fluido (líquido o gaseoso). La convección es el

desplazamiento de masas de algún líquido o gas. Cuando una masa de un fluido se calienta al estar en contacto con

una superficie caliente, sus moléculas se separan y se dispersan, causando que la masa del fluido llegue a ser

menos densa.

Por ejemplo, cuando calentamos agua en una estufa, el volumen de agua en el fondo de la olla adquirirá el calor por conducción desde el metal de la olla y se hará menos denso. Entonces, al ser menos denso, se moverá hacia la

superficie del agua y desplazará a la masa superior menos caliente y más densa hacia el fondo de la olla:

Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un

movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado

convección. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su densidad

(masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el

fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido más frío y más denso desciende. Este tipo de

movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina convección

natural.

La convección forzada se logra sometiendo el fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerza su

movimiento de acuerdo a las leyes de la mecánica de fluidos.

Ejemplo de un condensador por convección forzada

Radiación:

• Es el proceso por el cual el calor se transfiere mediante ondas electromagnéticas.

• También la energía radiante que nos llega del sol se debe a este proceso.

• No se requiere de un medio para su propagación.

• La energía irradiada se mueve a la velocidad de la luz.

• El calor irradiado por el Sol se puede intercambiar entre la superficie solar y la superficie de la Tierra sin calentar el espacio de transición.

• La emisión continua de energía radiante por un cuerpo se denomina radiación.

• La radiación se comporta como minúsculos proyectiles llamados fotones y no como ondas.

• Cuando la energía radiante es absorbida por un cuerpo, se transforma en calor; no obstante la energía radiante también puede ser reflejada o refractada por los cuerpos.

• Por ejemplo, si colocamos un objeto (tal como una moneda, un coche, o a nosotros mismos) bajo los rayos del Sol directos; al poco tiempo notaremos que el objeto se calentará. El intercambio de calor entre el Sol y el objeto ocurrirá por medio de radiación.

• El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas.

• La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección.

• La radiación:Es el proceso por el cual el calor se transfiere mediante ondas electromagnéticas.

• La conducción: Es el mecanismo de transferencia de calor en escala atómica a través de la materia por actividad molecular.

• La convección: La convección es el desplazamiento de masas de algún líquido o gas.

CONCLUSIÓN: