Transferencia De Calor

Transferencia de calor

En física, 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 de la Segunda ley 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.

[editar]Modos

Los modos son los diferentes tipos de procesos de transferencia de calor. Hay tres tipos:

• Conducción: transferencia de calor que se produce a través de un medio estacionario -que puede ser un sólido o un fluido- cuando existe un gradiente de temperatura.

• Convección: transferencia de calor que ocurrirá entre una superficie y un fluido en movimiento cuando están a diferentes temperaturas.

• Radiación: en ausencia de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que todas las superficies con temperatura finita emiten energía en forma de ondas electromagnéticas.1

El calor se transmite de un lugar a otro de tres maneras diferentes:

• Por conducción entre cuerpo sólidos en contacto

• Por convección en fluidos (líquidos o gases)

• Por radiación a través del medio en que la radiación pueda propagarse

La energía se transmite de la forma que resulta más eficiente.

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Vamos a ver unos ejemplos de transmisión de calor

Ejemplo 1

Placa solar

El calor llega desde el Sol hasta la placa metálica por radiación. El metal de la placa emite radiación en el infrarrojo

.

El calor se transmite al líquido que está en contacto con la placa por conducción.

En el líquido se establecen corrientes covectivas que lo mezclan y uniformizan el calor. El agua caliente sube y la fría baja.

El agua más caliente sube al depósito superior y de la parte inferior de este depósito baja el agua más fría que entra por la parte de abajo de la placa

Con esta sencilla placa, y dependiendo de la radiación solar, se alcanzan temperaturas muy altas. Probablemente hayas visto estas placas en los tejados de algunas casas. Busca en la red "placas solares"

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Ejemplo 2

Recipiente metálico con agua al fuego

Las llamas (o una plancha eléctrica) calientan el metal porque los gases de combustión están en contacto con el fondo y le transmiten el calor por conducción (el metal se dilata y sus partículas vibran más).

El metal transmite el calor al agua del fondo del recipiente por conducción. El agua caliente del fondo asciende, originando corrientes convectivas (propagación por convección) y se mezcla con el agua fría.

Las paredes de los recipientes calientes emiten radiación en el infrarrojo a los alrededores.

Ejemplo 3

Cocina vitrocerámica

En las cocinas vitrocerámicas la plancha de la cocina está fría y sólo sirve de soporte a la base del recipiente. En el fondo del recipiente se originan corrientes eléctricas inducidas por un campo magnético variable. La energía eléctrica pasa del interior de la cocina en forma de onda electromagnéticas (ondas originadas en un generador de campo magnético variable) hasta el fondo de la olla. Las ondas no interfieren con la plancha, pero si con el fondo del recipiente en el que se origina una corriente eléctrica que genera calor. Del fondo del recipiente pasa al líquido que está en contacto con él por conducción.

El calor circula dentro del líquido por convección y el fondo y las paredes radian en el infrarrojo.

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Características de cada modo de transmisión

CONDUCCIÓN.- La conducción es el transporte de calor a través de una sustancia y tiene lugar cuando se ponen en contacto dos objetos a diferentes temperaturas. El calor fluye desde el objeto que está a mayor temperatura hasta el que la tiene menor. La conducción continúa hasta que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura (equilibrio

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