Métodos de transferencia del calor

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METODOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
La transferencia de calor es el proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura.
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 unadiferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse más lenta.
*Segunda ley de la termodinamica: los procesos termodinamicos no son completamente reversibles, es decir no se puede regresar a un estado inicial despues de que ya se llevo acabo el proceso, en otras palabras, despues de realizado el proceso no puedesrecuperar la energia que ya ha sido utilizada para realizar ese proceso
Los métodos de transferencia por tres métodos: conducción, convección y radiación:.
-Por Conduccion (sólidos en contacto)
En este método se transfiere la energía por colisión entre partículas. La facilidad de transmisión depende de la estructura del medio transmisor: Cuanto mejor transmisor sea un material, mas uniforme es latemperatura alcanzada. Los malos conductores generan núcleos térmicos a diferente temperatura.
-Los metales son buenos transmisores porque presentan electrones deslocalizados fácilmente movibles.
-La cerámica y los materiales llamados no conductores, transmiten el calor por la vibración de sus partículas atrapadas en una red sólida. Son peores conductores y se denominan aislantes.
-Losfluidos, gases y líquidos, son malos conductores. Transmiten el calor más por convección.
No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por qué los buenos conductores eléctricos tambiéntienden a ser buenos conductores del calor. En 1822, el matemático francés Joseph Fourier dio una expresión matemática precisa que hoy se conoce como ley de Fourier de la conducción del calor. Esta ley afirma que la velocidad de conducción de calor a través de un cuerpo por unidad de sección transversal es proporcional al gradiente de temperatura* que existe en el cuerpo (con el signo cambiado).El factor de proporcionalidad se denomina conductividad térmica del material. Los materiales como el oro, la plata o el cobre tienen conductividades térmicas elevadas y conducen bien el calor, mientras que materiales como el vidrio o el amianto tienen conductividades cientos e incluso miles de veces menores; conducen muy mal el calor, y se conocen como aislantes. En ingeniería resulta necesarioconocer la velocidad de conducción del calor a través de un sólido en el que existe una diferencia de temperatura conocida. Para averiguarlo se requieren técnicas matemáticas muy complejas, sobre todo si el proceso varía con el tiempo; en este caso, se habla de conducción térmica transitoria. Con la ayuda de ordenadores (computadoras) analógicos y digitales, estos problemas pueden resolverse en laactualidad incluso para cuerpos de geometría complicada.
*Gradiente de temperatura: es una magnitud vectorial cuyo módulo es proporcional
al cambio de temperatura por unidad de distancia (vectores grandes corresponderán a
zonas en las que la temperatura cambia rápidamente).

- Por Convección (liquidos y gases):
Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas,es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección.
El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos...
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