Articulo sobre metodos de transferencia termica

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE
ENERGIA TERMICA
POR: MAURICIO ALEJANDRO ROJAS MATEUS
ID: 000130638

En la rama de la termodinámica podemos encontrar diferentes modos de relacionar los conceptos de temperatura y calor, los cuales muchas veces suelen ser confusos para quienes lo utilizan, una manera fácil y practica es poder analizar las relaciones que se presentan de estos dos conceptosmediante los mecanismos de transferencia de energía térmica, los cuales explicare brevemente como sigue.

1. Conducción Térmica:
En este proceso se genera un intercambio de energía cinética entre partículas microscópicas, esto hace referencia a que es una interacción en la cual ,partículas con más y menos energía “ganan o pierden” por colisiones que se presentan en el sistema, desde unpunto de vista diminuto se puede observar que las partículas y electrones que vibran con mas intensidad al ser sometidas a calor, se desplazan más rápido en regiones de un objeto donde la temperatura sea alta , caso contrario ocurre para las partículas ubicadas en áreas con temperaturas bajas . Las moléculas que se mueven con más velocidad chocan con las que están menos excitadas, de estamanera se transfiere parte de la energía liberada por el choque y es tomada por las partículas con menos energía. Un sencillo ejemplo con el cual se pueda aclarar este mecanismo es el siguiente:
Sostenemos una barra de hierro con la mano, la cual sometemos a llama un extremo de la misma. Una vez sometida a calor, las partículas comienzan a vibrar con gran intensidad en esta parte de labarra, como las partículas comienzan a desplazarse en todos sentidos dentro del sistema y por lógica estas chocan con aquellas partículas que están con menor energía, el movimiento de estas partículas comienza a extenderse mas y mas hasta que logra llegar al área del metal donde esta siendo sujetada por la mano.

Es esencial comprender que la conducción térmica solo ocurre si hay diferenciasde temperaturas entre dos puntos o áreas del elemento conductor, por lo tanto podemos definir en términos matemáticos la ley e la conducción térmica como:

ϕ = kA dT
dX
En esta expresión deducimos que la constante de proporcionalidad K es la conductividad térmica del material y dT/dX es el gradiente de la temperatura (La rapidez a la que varia la temperatura con laposición.

Si tenemos una barra uniforme la cual se encuentra aislada del exterior y solo tiene contacto en sus extremos con depósitos de energía uno con temperatura mas alta que el otro , estos s cuando alcanzan una temperatura estable , a lo largo de la barra su temperatura será constante con respecto al tiempo, esto quiere decir que el gradiente de la temperatura es el mismo en todaspartes y se define como:

dT = Tc - Tf
dX L

Tc: Deposito de temperatura caliente
Tf Deposito de temperatura fría.
L: Longitud
De modo que la rapidez de transferencia de energía por conducción a través de la barra es.
ϕ = kA Tc - Tf
L

No todas las sustancias son buenos conductores, los metales tienengrandes valores de conductividad térmica ,mientras que los no metales como el asbesto, el icopor , el corcho y la fibra de vidrio no son buenos conductores, lo mismo ocurre con los gases ya que la separación de partículas en este tipo de materia es muy grande.
Ejemplo
El pescado que se enfría por contacto directo con el hielo experimenta una transferencia térmica por conducción.
[pic]2. Transferencia de energía por convección.

En este método se puede deducir que el transporte de calor es realizado por variaciones en las densidades de un fluido bien sea sólido o liquido, el cual halla sido calentado a una temperatura X , la superficie en donde se presenta la variación de calor comienza a expandirse al mismo tiempo que pierde densidad y al ocurrir esto comienza a...