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LEYES DE LOS GASES Y TERMODINAMICA
3.1 concepto de calor
El calor está definido como la forma de energía que se transfiere entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, sin embargo en termodinámica generalmente el término calor significa simplemente transferencia de energía. Este flujo de energía siempre ocurre desde el cuerpo demayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación se entibia).
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos de transferencia, estos son la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos seencuentran presentes en mayor o menor grado. Cabe resaltar que los cuerpos no tienen calor, sino energía térmica. La energía existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el proceso mediante el cual la energía se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura.

3.1.1 formas de propagacion de calor
Conducción
Es una forma de transmisión delcalor se origina en sólidos, en los cuales la energía térmica (en forma de energía cinética) se propaga por vibración de molécula a molécula.
La expresión que rige la transmisión del calor en la unidad de tiempo por conducción en una pared plana o con un radio de curvatura mucho mayor que el espesor es
,



siendo:
, el flujo de calor por unidad de tiempo;
, el coeficiente deconductivilidad térmica, que depende del material;
, el área de la barrera que permite la conducción térmica entre los sistemas;
, el espesor de la pared;
, la diferencia de temperaturas entre las caras de la pared.
Si el flujo de calor es a través de varias barreras, se puede generalizar la expresión para dar

Convección
Es una forma de propagación del calor se produce en los fluidos (líquidos y gases) por un movimiento real de la materia. Este movimiento se origina por la disminución de la densidad de los fluidos con el aumento de temperatura (los hace mas livianos por unidad de volumen) que produce un ascenso de los mismos al ponerse en contacto con una superficie mas caliente y un descenso en el caso de ponerse en contacto con una superficie mas fría.
La expresión que rige la transmisióndel calor por convección es
,
siendo
, el flujo de calor por unidad de tiempo;
, el coeficiente de transmisión de calor;
, el área de contacto entre el fluido y la pared;
es la diferencia de temperaturas entre el fluido y la cara de la pared en contacto con él.
Radiación
Todos los cuerpos irradian energía en forma de onda electromagnética , similares a las ondas de radio, rayos x , luz,etc. Lo único que difiere en estos distintos tipos de ondas es la longitud de onda o frecuencia.
El calor por radiación al igual que estas ondas se propaga a la velocidad de la luz (3·108 m/s en el vacío) y no necesita de un medio para poder propagarse. Se transmite a través del vacío mejor que a través del aire ya que este siempre absorbe parte de la energía.
La función que rige esta forma depropagación de la energía es la ley de Stefan – Boltzman
,
siendo
, el flujo de calor por unidad de tiempo;
, el área;
, la emisividad de la superficie, que varía entre 0 y 1 (cuerpo negro);
, la constante de Stefan–Boltzman, que vale ;
es la temperatura absoluta del cuerpo
Todos los cuerpos irradian y reciben energía irradiada por otros cuerpos por lo tanto la energía neta irradiada es ladiferencia entre la irradiada y la recibida la cual se expresa
,
siendo
la temperatura del cuerpo 1
la temperatura del cuerpo 2
el coeficiente de radiación mutua












3.1.2 unidades de calor
n las ciencias físicas, la cantidad de calor se expresa en las mismas unidades que la energía y el trabajo, es decir, en julios. Otra unidad es la caloría, definida como la cantidad...