Como se transmite el calor

Ejemplos de transferencia de calor por radiación

Comprender cómo se transfiere el calor del exterior a su casa y de su casa a su cuerpo es importante para entender 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.

Definición de 3 tipos de transferencia de calor

Simulación de la convección térmica en el manto terrestre. Los colores van desde el rojo y el verde hasta el azul con temperaturas decrecientes. Una capa límite inferior caliente y menos densa envía penachos de material caliente hacia arriba, y el material frío de la parte superior se desplaza hacia abajo.

La transferencia de calor es una disciplina de la ingeniería térmica que se ocupa de la generación, uso, conversión e intercambio de energía térmica (calor) entre sistemas físicos. La transferencia de calor se clasifica en varios mecanismos, como la conducción térmica, la convección térmica, la radiación térmica y la transferencia de energía por cambios de fase. Los ingenieros también consideran la transferencia de masa de diferentes especies químicas (transferencia de masa en forma de advección), ya sea fría o caliente, para lograr la transferencia de calor. Aunque estos mecanismos tienen características distintas, a menudo se producen simultáneamente en el mismo sistema.

La conducción de calor, también llamada difusión, es el intercambio microscópico directo de energía cinética de partículas (como las moléculas) o cuasipartículas (como las ondas de red) a través del límite entre dos sistemas. Cuando un objeto se encuentra a una temperatura diferente de la de otro cuerpo o de su entorno, el calor fluye para que el cuerpo y el entorno alcancen la misma temperatura, momento en el que se encuentran en equilibrio térmico. Esta transferencia de calor espontánea se produce siempre desde una región de alta temperatura a otra de menor temperatura, tal y como se describe en la segunda ley de la termodinámica.

Lo que impide la transformación del calor

La fuente de calor de nuestro planeta es el sol. La energía del sol se transfiere a través del espacio y de la atmósfera terrestre a la superficie de la Tierra. Como esta energía calienta la superficie terrestre y la atmósfera, parte de ella es o se convierte en energía térmica. Hay tres formas de transferir el calor a la atmósfera y a través de ella:

Si has estado delante de una chimenea o cerca de una hoguera, habrás sentido la transferencia de calor conocida como radiación. El lado de su cuerpo más cercano al fuego se calienta, mientras que el otro lado no se ve afectado por el calor. Aunque estés rodeado de aire, éste no tiene nada que ver con esta transferencia de calor. Las lámparas de calor, que mantienen los alimentos calientes, funcionan de la misma manera. La radiación es la transferencia de energía térmica a través del espacio por medio de la radiación electromagnética.

La mayor parte de la radiación electromagnética que llega a la tierra desde el sol es invisible. Sólo una pequeña parte llega como luz visible. La luz está formada por ondas de diferentes frecuencias. La frecuencia es el número de veces que se repite un evento, durante un tiempo determinado. En la radiación electromagnética, su frecuencia es el número de ondas electromagnéticas que pasan por un punto cada segundo.

La energía química

En todo el universo, es natural que la energía fluya de un lugar a otro. Y a menos que la gente interfiera, la energía térmica -o el calor- fluye naturalmente en una sola dirección: de lo caliente a lo frío.

Primero, un poco de historia. Toda la materia está formada por átomos, ya sean individuales o unidos en grupos conocidos como moléculas. Estos átomos y moléculas están siempre en movimiento. Si tienen la misma masa, los átomos y moléculas calientes se mueven, por término medio, más rápido que los fríos. Incluso si los átomos están encerrados en un sólido, siguen vibrando en torno a una posición media.

Ponga una sartén en la estufa y encienda el fuego. El metal que se encuentra sobre el quemador será la primera parte de la sartén en calentarse. Los átomos del fondo de la sartén comenzarán a vibrar más rápido a medida que se calientan. También vibran más lejos de su posición media. Al chocar con sus vecinos, comparten con ellos parte de su energía. (Piense en esto como una versión muy pequeña de una bola blanca que choca con otras bolas durante una partida de billar. Las bolas objetivo, que antes estaban quietas, ganan parte de la energía de la bola blanca y se mueven).