Transferencia d calor

Transferencia de calor

En fisica térmica, la transferencia de calor es el paso de energia térmica de un cuerpo caliente a uno frio.
Cuando se produce una transferencia de calor, se produce un intercambio de energia en forma de calor entre distintos cuerpos o entre distintas partes de un mismo cuerpo que estan a temperaturas diferentes.
El calor puede transferirse mediante tres maneras;conviccion, conveccion o radiacion. Aunque estos procesos pueden ocurrir al mismo tiempo es posible que uno de ellos predomine sobre los otros dos.

Las tres formas de transferencia de calor son: por conduccion, por conveccion y por radiacion.
La conduccion es la transferencia de calor a traves de un objeto solido; es lo que hace que el mango de un sarten se caliente aunque el fuego solo este encontacto directo con el centro del sarten.
La conveccion transmite calor por el intercambio de moleculas frias y calientes, por eso el agua en una tetera se calienta uniformemente aunque solo su parte inferior este en contacto con la llama.
La radiacion es la transferencia de calor por radiacion, la Tierra recibe calor del sol por radiacion.

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La conduccion térmica

La conduccion delcalor es el medio por el cual el calor viaja hacia otro objeto. La transferencia de calor por difusion o vibracion de los electrones.
La conduccion termica es la unica forma de transmision de calor entre los solidos, es una propiedad fisica de los materiales que mide la capacidad de la conduccion de calor, la conductividad térmica es tambien la capacidad de una sustancia de transferir la energiacinetica de sus moleculas a otras moleculas adyacentes o a substancias con las que esta en contacto.
Si una persona toma uno de los extremos de una barra metalica y pone el otro extremo en una llama, el calor se trasmitira hasta el extremo mas frio por conduccion.
Los atomos o moleculas de la parte calentada por la llama, obtienen una mayor energia de agitacion, la cual se trasmite de un atomo aotro, por lo cual aumenta la temperatura de la zona. Ese proceso sigue a lo largo de la barra y despues de un momento la persona que sostiene el extremo que no esta en contacto con la llama notara una elevacion de temperatura en ese lugar. Asi como hay conductores térmicos(los metales, que son buenos conductores del calor) existen sustancias (aire, madera, hielo, papel) que son malos conductorestermicos o aislantes.

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La conduccion termica esta determinada por la ley de Fourier. Establee que la tasa de transferencia de calor por conduccion en una direccion dada, es proporcinal al area normal a la direccion del flujo de calor y al gradiente de temperatura en esa direccion.

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Donde:

- [pic] es la tasa de flujo de calor que atraviesa el area A en la direccion x.
- K esuna constante de proporcionalidad llamada conductividad termica.
- T es la temperatura.
- T el tiempo.
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La conveccion termica

La conveccion termica se carateriza porque se produce unicamente por intermedio de fluidos, tales como los gases o liquidos, cuando absorben calor en una porcion y luego esa porcion se desplaza mezclandose con otra mas fria cediendole calor. Si lacorriente de conveccion es provocada por diferencias de densidad debidas a diferencias de temperatura, tenemos el fenomeno de conveccion natural, en cambio si el movimiento del fluido se realiza por un agitador, ventilador o una bomba, la conveccion es forzada.
Cuando un fluido esta en contacto con una pared solida de mayor temperatura, se forma junto a ella una pelicula de fluido. Cuanto masturbulenta sea el movimiento, mas delgada es la pelicula, tambien llamada capa limite. El fenomeno de transmision de calor de la parec al fluido se realiza por conduccion a traves de la pelicula y a la vez por conveccion del fluido. El fenomeno es complicado porque la cantidad de calor transmitida dependera de varios factores, como la naturaleza del fluido, su estado (densidad, viscosidad, calor...