TRANSFERENCIA DE CALOR

CONDUCCIÓN: 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 más intensidad que las moléculas de otras regiones del mismo sitema o de otros sistemas en contacto con temperaturas más bajas. Las moléculas con una velocidad más alta chocan con las moléculas menos excitadas y transfieren parte de su energía a las moléculas con menos energía en las regiones más frías del sistema. Las moléculas que absorben el excedente de energía también adquirirán una mayor velocidad vibratoria y generarán más calor (energía potencial -absorbe calor- <--> energía cinética -emite calor).

Por ejemplo, la conducción de calor a través de la carrocería de un coche.

Los metales son los mejores conductores térmicos; mientras que los materiales no metálicos son conductores térmicos imperfectos.

CONVECCIÓN: 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. Cuando llega a ser menos denso se desplazará hacia arriba u horizontalmente hacia una región fría, mientras que las masas menos calientes, pero más densas, del fluido descenderán o se moverán en un sentido opuesto al del movimiento de la masa más caliente (el volumen de fluido menos caliente es desplazado por el volumen más caliente). Mediante este mecanismo los volúmenes más calientes transfieren calor a los volúmenes menos calientes de ese fluido (un líquido o un gas).

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.

 

RADIACIÓN: Es la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. 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.

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.

Un Depósito de Calor es un sistema capaz de absorber calor de un objeto con el que está en contacto térmico sin que ocurra un cambio de fase o una variación significativa en su temperatura.

Heat transferiencia


CONDUCTION: Heat flow through solid media by internal vibration of the molecules and the free electrons and by collisions between them. Molecules and free electrons in a fraction of a vibrating system with high temperature more strongly than the molecules of other regions of the same sitema or other systems in contact with lower temperatures. Molecules with a higher speed collide with molecules less excited and transfer part of their energy to molecules with less energy in the colder regions of the system. Molecules that absorb excess energy also gain greater vibratory rate and will generate more heat (energy-absorbing potential heat-<-> kinetic energy, gives off heat).



For example, heat conduction through the body of a car.



Metals are the best thermal conductors, while non-metallic materials are thermally conductive imperfect.










Convection: The flow of heat by currents within a fluid (liquid or gas). Convection is the movement of masses of fluid or gas. When a mass of fluid is heated by contact with a hot surface, the molecules are separated and dispersed, causing the mass of the fluid becomes less dense. When it becomes less dense will move upwardly or horizontally into a cold region, while the less hot mass, but more dense, the fluid will move or fall in a direction opposite to the movement of the hotter mass (volume less hot fluid is displaced by the volume warmer). Through this mechanism the volumes hotter heat transfer volumes less that hot fluid (liquid or gas).



For example, when heat water in an oven, the water volume in the pot bottom will acquire the heat by conduction from the metal of the pot and will be less dense. Then, being less dense, will move to the water surface and move to higher ground cooler and denser towards the bottom of the pot.




RADIATION: The transfer of heat through electromagnetic waves. It does not require a means of propagation. The radiated energy is moved at the speed of light. The heat radiated by the sun can be exchanged between the solar surface and the Earth's surface without heating the space of transition.



For example, if you place an object (such as a coin, a car, or ourselves) under the direct rays of the sun, some time will notice that the object is heated. The heat exchange between the Sun and the object will occur through radiation.



A heat reservoir is a system able to absorb heat from an object that is in thermal contact occurs without a phase change or a significant change in its temperature.