Formas De Propagación Del Calor

Formas de propagación del calor

Conducción

Es una forma de transmisión del calor que se origina en sólidos, en los cuales la energía térmica (en forma de energía cinética) se propaga por vibración de molécula a molécula.

La expresión que rige la transmisión del calor en la unidad de tiempo por conducción en una pared plana o con un radio de curvatura mucho mayor que el espesor es

,

siendo:

* , el flujo de calor por unidad de tiempo;

* , el coeficiente de conductivilidad térmica, que depende del material;

* , el área de la barrera que permite la conducción térmica entre los sistemas;

* , el espesor de la pared;

* , la diferencia de temperaturas entre las caras de la pared.

Si el flujo de calor es a través de varias barreras, se puede generalizar la expresión para dar

Convección

Movimiento por convección

Es una forma de propagación del calor se produce en los fluidos (líquidos y gases ) por un movimiento real de la materia. Este movimiento se origina por la disminución de la densidad de los fluidos con el aumento de temperatura (los hace mas livianos por unidad de volumen) que produce un ascenso de los mismos al ponerse en contacto con una superficie mas caliente y un descenso en el caso de ponerse en contacto con una superficie mas fría.

La expresión que rige la transmisión del calor por convección es

,

siendo

* , el flujo de calor por unidad de tiempo;

* , el coeficiente de transmisión de calor;

* , el área de contacto entre el fluido y la pared;

* es la diferencia de temperaturas entre el fluido y la cara de la pared en contacto con él.

Radiación

Todos los cuerpos irradian energía en forma de onda electromagnética , similares a las ondas de radio, rayos x , luz, etc. Lo único que difiere en estos distintos tipos de ondas es la longitud de onda o frecuencia.

El calor por radiación al igual que estas ondas se propaga a la velocidad de la luz (3·108 m/s en el vacío) y no necesita de un medio para poder propagarse. Se transmite a través del vacío mejor que a través del aire ya que este siempre absorbe parte de la energía.

La función que rige esta forma de propagación de la energía es la ley de Stefan – Boltzman

,

siendo

* , el flujo de calor por unidad de tiempo;

* , el área; * , la emisividad de la superficie, que varía entre 0 y 1 (cuerpo negro); * , la constante de Stefan–Boltzman, que vale ;

* es la temperatura absoluta del cuerpo

Todos los cuerpos irradian y reciben energía irradiada por otros cuerpos por lo tanto la energía neta irradiada es la diferencia entre la irradiada y la recibida la cuales se expresa (=

,

siendo

* la temperatura del cuerpo 1

* la temperatura del cuerpo 2

* el coeficiente de radiación mutua

¿Cómo hizo su termómetro..?

FARENHEIT

Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) era un físico Alemán que inventó el termómetro de alcohol en 1709 y el termómetro de mercurio en 1714. La escala de temperatura Fahrenheit fue desarrollada en 1724. Fahrenheit originalmente estableció una escala en la que la temperatura de una mezcla de hielo-agua-sal estaba fijada a 0 grados. La temperatura de una mezcla de hielo-agua (sin sal) estaba fijada a 30 grados y la temperatura del cuerpo humano a 96 grados. Fahrenheit midió la temperatura del agua hirviendo a 32°F, haciendo que el intervalo entre el punto de ebullición y congelamiento del agua fuera de 180 grados (y haciendo que la temperatura del cuerpo fuese 98.6°F). La escala Fahrenheit es comúnmente usada en Estados Unidos.

CELSIUS

La escala más usada en la mayoría de los países del mundo es la centígrada (°C), también llamada Celsius desde 1948, en honor a Anders Celsius (1701-1744). En esta escala, el cero (0 °C) y los cien (100 °C) grados corresponden respectivamente a los puntos de congelación y de ebullición del agua, ambos a la presión de 1 atmósfera. En 1742, Celsius propuso sustituir la escala alemana por otra cuyo manejo era más sencillo. Para ello creó la escala centesimal que

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