Transferencia de calor

Fundamentos de la Radiación Térmica


Calor = flujo de energía térmica como consecuencia de la diferencia de temperatura, cambio en los niveles de energía de los objetos

Formas de transferencia de calor entre los objetos:

✓ Convección: se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. Laconvección se produce únicamente por medio de materiales fluidos.




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Donde: h: es el coeficiente de convección (ó coeficiente de película)




As: es el área del cuerpo en contacto con el fluido




Ts: es la temperatura en la superficie del cuerpo




Tinf : es la temperatura del fluidolejos del cuerpo




✓ Conducción: se caracteriza porque se produce por intermedio de contacto directo entre diferentes cuerpos, y se diferencian en que en la conducción no hay movimiento macroscópico de materia mientras que en la convección sí lo hay.




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Donde Qx es la tasa de flujo de calor que atraviesa el área A en la dirección x, la constantede proporcionalidad K se llama conductividad térmica, T es la temperatura y t el tiempo.




✓ 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 necesitaningún 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 energíagenerada para que vibren las moléculas de la sustancia que se calienta la transmiten ondas con una frecuencia inferior a las del infrarrojo.


1. Definición de la Radiación Térmica.




• La radiación electromagnética que se produce a causa del movimiento térmico de los átomos y moléculas de la sustancia se denomina radiación térmica. La radiación térmica se origina a costa de la energíainterna del cuerpo. Si el cuerpo  no recibe energía del exterior se produce su enfriamiento.  Si el cuerpo que radia recibe de otros cuerpos que lo rodean una cantidad de energía que es capaz de compensar exactamente la pérdida de energía por su radiación, se dice, que el proceso de radiación se realiza equilibradamente.



Es una transferencia de energía en forma de ondaselectromagnéticas (OEM); de modo que puede propagarse en el vacío (No necesita de un medio que la soporte)


Radiación es emitida en todas las direcciones, además la superficie recibe radiación, se deben diferenciar.












2. Definición de Ondas Electromagnéticas.


• Son una variación del campo eléctrico y magnético de un medio, la diferencia fundamental entre unas y otrases su longitud de onda (y consecuentemente su frecuencia y su energía). Es claro decir que no necesitan un medio material para propagarse.


Se mueven con una velocidad en el vacío de acuerdo a la ecuación descrita por Maxwell, la cual es:
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[pic][pic]Donde


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3. Definición de Cuerpo Negro.


Un cuerpo negro es una superficie ideal tal...