TRANSMISION DEL CALOR

• 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.
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• La energía se transmite de la forma que resulta más eficiente.
• El calor se transfiere básicamente por tres procesos distintos; conducción, convección y radiación. En la naturaleza, todos los mecanismos de transmisión intervienen simultáneamente con distintos grados de importancia. Desde luego, diseñando los experimentos adecuadamente, es posible lograr que sólo uno de ellos sea el dominante. 
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• Conducción: Cuando se coloca una cucharita en una taza de café caliente, notamos que a través de la cucharita pronto el extremo frío se calienta.  Esta observación demuestra que el calor se conduce a través de la cucharita. La propagación del calor a través de la conducción se caracteriza por:

• Existe un medio material a través del cual se propaga el calor
• Se transmite el calor sin transporte de materia.

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 térmico).
Podemos explicarlo si tenemos en cuenta las "colisiones de las moléculas". En la superficie de contacto de los dos objetos las moléculas del objeto que tiene mayor temperatura, que se mueven más deprisa, colisionan con las del objeto que está a menor temperatura, que se mueven más despacio. A medida que colisionan, las moléculas rápidas ceden parte de su energía a las más lentas. Estas a su vez colisionan con otras moléculas contiguas. Este proceso continúa hasta que la energía se extiende a todas las moléculas del objeto que estaba inicialmente a menor temperatura. Finalmente alcanzan todas la misma energía cinética y en consecuencia la misma temperatura.
Algunas sustancias conducen el calor mejor que otras.
Los sólidos son mejores conductores que los líquidos y éstos mejor que los gases.
Los metales son muy buenos conductores del calor, mientras que el aire es un mal conductor.

Convección: Aunque los líquidos y los gases no suelen ser muy buenos conductores de calor, pueden transmitirlo eficientemente por convección. La propagación del calor a través de la convección se caracteriza por: 

• Existe un medio material fluido a través del cual se propaga el calor
• La densidad del medio varía con la temperatura y la gravedad juega un rol importante, sin ella no hay convección.
• El calor se transmite con transporte de materia. 

 Mientras que la conducción implica moléculas y/o electrones que se mueven pequeñas distancias y chocan, en la convección interviene el movimiento de muchas moléculas a lo largo de distancias microscópicas. Dado que el enfoque matemático de este proceso resulta bastante complicado, sólo lo describiremos en forma cualitativa. Un calentador de aire forzado, en el que el aire se calienta y luego se distribuye mediante un ventilador, es un ejemplo de convección forzada. La convección también ocurre, por ejemplo, en el aire caliente que se eleva. Al calentarse, el aire que descansa sobre un radiador o cualquier tipo de calentador se expande, por lo que disminuye su densidad; a causa de su menor densidad, se eleva. Las corrientes oceánicas, calientes o frías, como la corriente del Golfo, son un ejemplo de convección natural a gran escala. El viento es otro ejemplo de convección y el clima, por lo general, es el resultado de corrientes conectivas de aire. Cuando se calienta una olla con agua, se desatan corrientes de convección en la medida en que el agua caliente del fondo sube, debido a su menor densidad, y es sustituida por el agua más fría de la parte superior. Este principio Se usa en muchos sistemas de calefacción, como el de los radiadores de agua caliente. Por lo general en los sistemas de calefacción por agua (radiadores), se coloca una caldera que caliente el agua el  sótano del un edificio, el agua cliente sube por los caños y circule por el sistema. Así el agua caliente entra a los radiadores; éstos transfieren el calor al aire por conducción, y el agua enfriada regresa al sótano y es calentada nuevamente. 

 

 

Radiación: Tanto la conducción como la convección requieren la presencia de materia para transferir calor. La radiación es un método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente de calor y el receptor.
No se produce ningún intercambio de masa y no se necesita ningún medio material para que se transmita.
Por radiación nos llega toda la energía del Sol. Al llegar a la Tierra empieza un complicado ciclo de transformaciones: la captan las plantas y luego la consumimos nosotros, el agua se evapora, el aire se mueve....
La energía radiante del Sol se transmite a través del espacio vacío en forma de radiación que viaja a la velocidad de la luz . Entre las diferentes ondas que la componen hay radiación visible, ultravioleta, infrarroja etc. La ultravioleta es tan energética que puede ionizar la materia, pero la radiación infrarroja interfiere con los electrones de los átomos promocionándolos a un nivel superior y produce la agitación de los átomos y de las moléculas que se traduce en calor.
En los hornos microondas la energía generada para que vibren las moléculas de la sustancia que se calienta la transmiten ondas con una frecuencia inferior a las del infrarrojo. La propagación del calor a través de la radiación se caracteriza por: 

• No es necesario que exista un medio material para que se produzca la radiación.
• El calor se transmite sin transporte de materia. 

La radiación consiste esencialmente en ondas electromagnéticas. La radiación del Sol se produce principalmente en la zona visible y en otras longitudes de onda a las que el ojo no es sensible, como la infrarroja, que es la principal responsable del calentamiento de la Tierra.