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UNIDAD IV: PROPAGACIÓN TÉRMICA

Las temperaturas se equilibran
Siempre que dos o más sustancias de diferente temperatura se ponen en contacto, aisladas de influencias externas, se produce una transferencia de energía desde la de mayor temperatura, que pierde energía y disminuye su temperatura, hacia la de menor temperatura, que gana energía y aumenta su temperatura.
La transferencia deenergía entre dos cuerpos a distinta temperatura dura hasta que ambos cuerpos estén a la misma temperatura, es decir, hasta que alcancen el equilibrio térmico. La energía térmica transferida de un cuerpo a otro es lo que llamamos calor.

Transferencia de energía
Muchas veces se asocia el concepto de calor con una propiedad de los cuerpos o de las sustancias. Se supone que los cuerpos poseencalor, pero la verdad es eso no es efectivo. Además de la energía cinética de traslación de las partículas que se agitan, la materia contiene otras formas de energía: energía cinética de rotación, energía cinética debida a los movimientos internos de los átomos y energía potencial debida a las fuerzas que se ejercen entre las moléculas. El total de las energías que posee un cuerpo se conoce comoenergía interna. Las sustancias no contienen calor, sino que energía interna. Cuando se ponen en contacto dos cuerpos que están a diferentes temperaturas, lo que se produce es una transferencia de energía interna en forma de calor desde el de mayor temperatura al de menor temperatura, hasta que se alcanza el equilibrio térmico.
El calor (Q) es, entonces, un proceso de transferencia de energía entre doscuerpos o entre un cuerpo y su entorno, en virtud de una diferencia de temperatura entre ambos. El calor fluye del cuerpo de mayor temperatura al que tiene menor temperatura; nunca fluye por sí sólo desde una sustancia más fría a una más caliente.

Transmisión del calor
El calor no es más que una transferencia de energía térmica entre dos cuerpos o entre un cuerpo y su entorno. El calor sepuede transferir de un lugar a otro por tres métodos diferentes:
Conducción, en sólidos.
Convección, en fluidos (líquidos y gases)
Radiación, a través de cualquier medio transparente.
El método elegido en forma natural, en cada caso, es el que resulta más eficiente. Incluso puede suceder que el flujo de calor se produzca, simultáneamente, de dos o más formas.

Conducción del calor
Laconducción se produce cuando dos objetos o sustancias con diferentes temperaturas entran en contacto. El calor fluye desde el objeto con mayor temperatura al que tiene menor temperatura, hasta que los dos alcanzan el equilibrio térmico.
La conducción es el transporte de calor a través de una sustancia y se produce gracias a las colisiones entre las moléculas. Durante las colisiones, las moléculasrápidas dan algo de su energía a las más lentas. Éstas a su vez colisionan con otras moléculas en el objeto frío. Este proceso continúa hasta que la energía del objeto caliente se extiende por el objeto frío.
Algunas sustancias conducen el calor mejor que otras. Los sólidos son mejores conductores que los líquidos y éstos, mejores que los gases. Los metales, por ejemplo, son muy buenos conductores decalor, mientras que el aire es un muy mal conductor.
La conducción del calor puede únicamente tener lugar cuando las distintas partes del cuerpo se encuentran a temperaturas diferentes.
La dirección del flujo es siempre de los puntos de mayor a menor temperatura.

Ley de Fourier
En general, los problemas de conducción del calor son complejos, pero se puede tratar un caso sencillo parailustrar el problema. Se supone la transmisión del calor a través de un prisma (poliedro cuyas caras son paralelogramos y sus bases son polígonos iguales y paralelos) cuyas bases están cada una a una temperatura constante, pero una distinta de la otra.
La cantidad de calor que pasa a través del prisma, desde la base más caliente a la más fría, depende:
a. Del área “A” de las bases. A mayor...