Transferencia de calor

Transferencia De Calor
En física, 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.
El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otrosdos. Cada uno de estos procesos se puede estudiar separadamente.
Ley Aproximada De Transferencia De Calor Por Cualquier Mecanismo
H= Flujo de calor (julios/seg) A= área de interacción entre cuerpos
Tc= Temperatura del cuerpo caliente
Tf= Temperatura del cuerpo frío
G= Conductancia Térmica (julios/seg/ºC)= 1 / Resistencia Térmica

La transferencia de calor juega un rol complementario de latermodinámica, dándonos información de la naturaleza de las interacciones entre sistema y medio, y de la velocidad con la que dichas interacciones se producen.
Así el primer principio nos permite realizar balances de energía en un sistema. El segundo principio especifica el sentido de la transferencia de calor. Por último, la ciencia de la transferencia de calor nos brinda reglas experimentalesque permiten cuantificar la velocidad con la cual ocurre la transferencia de calor en términos del grado de desequilibrio térmico.
Mecanismos De Transferencia De Calor
Conducción
Transferencia de calor a través de medios estacionarios, como un sólido o un fluido en reposo o régimen laminar mediante la vibración interna de las moléculas y de los electrones libres y por choques entre ellas. Lasmoléculas 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 sistema 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 fríasdel 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
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 energíacuando existe una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por qué los buenos conductores eléctricos también tienden 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 desección 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 milesde veces menores; conducen muy mal el calor, y se conocen como aislantes.
Los metales son los mejores conductores térmicos; mientras que los materiales no metálicos son conductores térmicos imperfectos.
Ejemplos:
La conducción de calor a través de la carrocería de un coche.
Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta elextremo más frío por conducción.
En igualdad de condiciones sentimos más caliente (frio) un metal que la madera porque el metal conduce el calor cientos de veces mejor que la madera. Sentimos más frio cuando nos sumergimos en agua a igual temperatura que el aire, en parte porque el agua conduce 20 veces mejor que el aire el calor que escapa de nuestro cuerpo
•En igualdad de condiciones la...