Calor

FORMAS DE TRANSMISIÓN DEL CALOR

D
iariamente nos encontramos que la transmisión de calor es muy común: lo podemos observar en la cuchara al estar en contacto con una rica sopa, en los exhibidores de carnes frías y lácteos; en el aislamiento de las casas, en los lugares donde las temperaturas son extremosas, les colocan aislante para conservar el frío o el calor y evitar altos costos en laelectricidad; cuando nos exponemos directamente al sol en la playa, nuestro color de piel cambia en unas cuantas horas, esto se debe a la transmisión del calor. Siempre que hay una diferencia de temperaturas entre dos cuerpos, o entre dos porciones del mismo cuerpo, se dice que el calor fluye en la dirección de mayor a menor temperatura.
El calor puede transferirse de un lugar a otro por:conducción, convección o radiación.
a)CONDUCCIÓN
El calor se transfiere por colisiones entre las moléculas de la región más caliente de un cuerpo material y las moléculas más frías, sin que éstas sufran ninguna traslación en el interior del cuerpo. Los metales, son los mejores conductores del calor
Representación matemática del flujo calor

Donde:

H = velocidad de transferencia del calorQ = cantidad de calor
= tiempo de transferencia del calor
K = constante de conductividad térmica
A = área de la sección transversal
T = cambio de temperatura
L = longitud transversal

La conductividad térmica, es la medida de la capacidad de una sustancia para conducir el calor y depende del tipo de material del que este hecho el meta.

Su representaciónmatemática es:

Fig. 3. 70 Los metales son los mejores conductores del calor

TABLA: CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Y VALORES R(Física General, Paul E. Tippens) |
| Conductividad k |
Sustancia | W/mK | Kcal/ms°C | Btu in / ft² h °F | ft² h °F/Btu |
Aluminio | 205 | 5.0x10-2 | 1451 | 0.00069 |
Latón | 109 | 2.6x10-2 | 750 | 0.0013 |
Cobre | 385 |9.2x10-2 | 2660 | 0.00038 |
Plata | 406 | 9.7x10-2 | 2870 | 0.00035 |
Acero | 50.2 | 1.2 x10-2 | 320 | 0.0031 |
Ladrillo | 0.7 | 1.7x10-4 | 5.0 | 0.20 |
Concreto | 0.8 | 1.9 x10-4 | 5.6 | 0.18 |
Corcho | 0.04 | 1.0x 10-5 | 0.3 | 3.3 |
Cartón de yeso | 0.16 | 3.8x10-5 | 1.1 | 0.9 |
Fibra de vidrio | 0.04 | 1.0x10-5 | 0.3 | 3.3 |
Vidrio | 0.08 | 1.9x10-4 | 5.6 | 0.18 |
Poliuretano |0.024 | 5.7x10-6 | 0.17 | 5.9 |
Forro de madera | 0.55 | 1.3x10-5 | 0.38 | 2.64 |
Aire | 0.024 | 5.7x10-6 | 0.17 | 5.9 |
Agua | 0.6 | 1.4 x10-4 | 4.2 | 0.24 |

COEFICIENTES DE CONVECCIÓN
Geometría | W/m² k | kcal/m² s °C |
Superficie vertical | 1.77(t)¼ | (4.24x10-4)(t)¼ |
Superficie horizontal | | |
Piso (cara hacia arriba) | 2.49(t)¼ | (5.95 x10-4)(t)¼ |
Techo(cara hacia abajo) | 1.31(t)¼ | (3.14 x10-4)(t)¼ |

C) RADIACIÓN
Es el proceso por el cual el calor se transfiere mediante ondas electromagnéticas

EMISIVIDAD (e)
Es una medida de la capacidad de un cuerpo para absorber o emitir radiación térmica.

La emisividad es una cantidad adimensional que tiene un valor numérico entre 0 y 1, dependiendo de la naturaleza de la superficie. En elcaso de un cuerpo negro la emisividad es igual a la unidad.
LA VELOCIDAD DE RADIACIÓN (R)
Es la energía radiante emitida por unidad de área por unidad de tiempo, o dicho de otra forma, es la potencia por unidad de área.

Si la potencia radiante P se expresa en watt y la superficie A (área) en metros cuadrados, la velocidad de radiación estará expresada en watt por metro cuadrado, como yalo hemos dicho, esta velocidad depende de dos factores: la temperatura absoluta T y la emisividad e del cuerpo radiante. El enunciado formal de esta dependencia conocida como la ley de Stefan-Boltzmann, se puede representar como:

R = energía radiada por unidad de tiempo, por unidad de área
P = potencia radiante
A = área
e = emisividad de la superficie , de 0 a 1
= constante de...