Transferencia De Calor

INTRODUCCION

En física, transferencia de energía sucede cuando de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. 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. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.

La forma de energía que se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura, se denomina calor.

Es necesario el estudio detallado de acerca de la transferencia de calor, debido a que nos permite conocer, la diferencia de la termodinámica, la variación de la temperatura en el tiempo, indica la velocidad de transferencia de calor y por último señala el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio.

El requisito básico y necesario para que ocurra la transferencia de calor, es la diferencia de temperatura, si no hay diferencia de temperatura entre dos “cuerpos” o dentro de un mismo “cuerpo” (sistema), no hay transferencia de calor. En comparación tenemos que la diferencia de voltaje origina el flujo de corriente eléctrica, y la diferencia de presión es necesaria para el flujo de fluidos, tenemos que la diferencia de temperatura es la fuerza impulsora para la transferencia de calor. La transferencia de energía como calor siempre se produce del medio que tiene la temperatura más elevada hacia el de temperatura más baja, y la transferencia de calor se detiene cuando los dos medios alcanzan la misma temperatura. El calor se puede transferir en tres modos diferentes: conducción, convección y radiación a continuación se detallara más cada uno de estos conceptos.

DESARROLLO

La transferencia de calor y la termodinámica son dos diferentes ciencias pero que se complementan mutuamente, la transferencia de calor es aquella ciencia que busca predecir la transformación de la energía que puede ocurrir entre los cuerpos o materiales como resultado de una diferencia de temperatura ésta ciencias no solo trata de explicar cómo puede ser transferida la energía calorífica, si no trata de predecir la rapidez a la que se realizará éste intercambio bajo ciertas condiciones específicas, mientras que la termodinámica se ocupa de los sistemas en equilibrio; se puede utilizar para predecir la cantidad de energía requerida para pasar de un sistema en un estado de equilibrio a otro; no puede usarse para predecir qué tan rápido se realizara el cambio ya que el sistema no se encuentra en equilibrio.

La primera ley de la termodinámica es la ley de conservación de la energía generalizada para incluir el calor como una forma de transferencia de energía. Esta ley sólo afirma que un aumento en algunas de las formas de energía debe estar acompañado por una disminución en alguna otra forma de la misma. La primera ley no produce ninguna restricción sobre los tipos de conversiones de energía que pueden ocurrir. Además de que no hace distinción entre el trabajo y el calor. De acuerdo con la primera ley, la energía interna de un sistema se puede incrementar ya sea agregando calor o realizando un trabajo sobre el sistema.

Pero existe una diferencia muy importante entre el trabajo y el calor que no se evidencia de la primera ley. Por ejemplo, es posible convertir completamente el trabajo en calor, pero en la práctica, es imposible convertir completamente el calor en trabajo sin modificar los alrededores.

La segunda ley de la termodinámica establece cuales procesos de la naturaleza pueden ocurrir o no. De todos los procesos permitidos por la primera ley, solo ciertos tipos de conversión de energía pueden ocurrir. Los siguientes son algunos procesos compatibles con la primera ley de la termodinámica, pero que se cumplen en un orden gobernado por la segunda ley. 1) Cuando dos objetos que están a diferente temperatura se ponen en contacto térmico entre sí, el calor fluye del objeto más cálido al más frío, pero nunca del más frío al más cálido. 2) La sal se disuelve espontáneamente en el agua, pero la extracción de la sal del agua requiere alguna influencia externa. 3) Cuando se deja caer una pelota de goma al piso, rebota hasta detenerse, pero el proceso inverso nunca ocurre. Todos estos son ejemplos de procesos irreversibles, es decir procesos que ocurren naturalmente en una sola dirección. Ninguno de estos procesos ocurre en el orden temporal opuesto. Si lo hicieran, violarían la segunda ley de la termodinámica. La naturaleza unidireccional de los

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