Propagación del calor
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Propagación del calor. El calor es una de las múltiples formas en que se manifiesta la energía, y la transferencia de calor es el proceso mediante el cual se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos o entre diferentes partes de un cuerpo que estén a temperaturas desiguales. La transferencia de calor ocurre mediante convección, radiación y conducción. Estas tres formas pueden producirse a la vez, aunque por lo regular predomina una de ellas.
Sumario
Aplicación
Cuando se produce una transferencia de Calor, se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura.No confundir calor con temperatura: calor es la energía que poseen los cuerpos y temperatura es la medición de dicha energía.El calor puede transmitirse por radiación, propagarse por conducción o desplazarse por convección.El calor se puede transferir mediante convección, radiación o conducción.Aunque estos tres procesos pueden ocurrir al mismo tiempo, puede suceder que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se trasmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.
Calor de conducción
En los sólidos el calor se transfiere por conducción. Si calentamos el extremo de una varilla metálica, después de cierto tiempo percibimos que la temperatura del otro extremo asciende, o sea, el calor se transmitió hasta el extremo opuesto por conducción. Se cree que esta forma de transferencia de calor se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura entre dos puntos del objeto. Esta teoría explica, especialmente en el caso de los metales, por qué los buenos conductores del calor. La plata, el oro y el cobre conducen bien el calor, o sea, tienen conductividades térmicas elevadas, pero la madera, el vidrio y el amianto tienen conductividades cientos e incluso miles de veces menores y se conocen como aislantes térmicos.
Calor por convección
Si provocamos una diferencia de temperatura dentro de una masa líquida o gaseosa se producirá un movimiento del fluido que transfiere calor por convección de la parte más caliente hacia la menos caliente. Esta transferencia cesará cuando toda la masa del fluido haya alcanzado igual temperatura. A este movimiento contribuye la diferencia de densidad del fluido, ya que cuando una porción de este se calienta su densidad suele disminuir y asciende, mientras que el fluido más frío y más denso desciende con lo que con lo que se inicia el movimiento circulatorio que permite la homogenización de la temperatura. Por eso los acondicionadores y refrigeradores de aire deben instalarse cerca del techo y los radiador de calor a poca altura del piso de la habitación. Las corrientes de convección hacen que una sustancia tan mala conductora como el agua se calienta relativamente rápido. Estas también originan las brisas marinas, ya que al incidir los rayos del sol sobre la tierra, esta se calienta más rápido que los océanos y mares, ello hace que el aire sobre la superficie de la tierra se caliente más rápido, ascienda y el aire sobre la superficie del mar ocupe su lugar.
Calor de radiación
La propagación del calor por radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino pueden estar separadas aún por el vacío. La radiación es un término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados con lasondas electromagnéticas. La radiación transfiere calor por radiación electromagnética (en especial infrarroja) y es el principal mecanismo mediante el cual el Sol calienta a la Tierra. En las montañas, cuando el sol asciende por el horizonte, se percibe el calor tan pronto como el sol se hace visible. A este calor, se le denomina calor radiante y está constituido por ondas electromagnéticas con longitud de onda un poco mayor que la del espectro visible y que también viajan a la velocidad de la luz. A estas se les denomina rayos infrarrojos y son invisibles al ojo humano. Un ejemplo común de la propagación del calor por radiación lo constituyen las hogueras utilizadas como medio de calefacción en los hogares. Contrario a la creencia generalizada, el calor que llega a la habitación desde la chimenea es casi todo en forma de radiación infrarroja emitida por las llamas, brazas y paredes calientes.
Conclusiones
Como colofón a las tres formas de propagación del calor (conducción, convención y radiación) diremos que el frasco de Dewar o termo, constituye un buen ejemplo de un dispositivo diseñado para evitar al máximo la propagación del calor, con independencia de su forma, en ambos sentidos (hacia el interior del frasco o desde el interior del frasco). El termo consiste de un recipiente con doble pared de vidrio (mal conductor del calor) que minimiza la trasferencia de calor por conducción; entre las dos paredes se hace alto vacío para evitar la propagación del calor por convección y la cara externa de la pared interior y la interna de la pared exterior se recubren con una finísima capa de plata para evitar las transferencia de calor por radiación. Este es un buen ejemplo de cómo se puede evitar la propagación del calor en cualquiera de sus tres formas.
Métodos de propagación del calor
Hay que reseñar que los cuerpos no contienen calor sino energía térmica, el calor es la transferencia de energía entre dos cuerpos.El calor se mide en Julios en el Sistema Métrico Internacional aunque puede que la medida más conocida sean las calorías. Una caloría es la energía que hay que suministrar a un gramo de agua para aumentar un grado su temperatura, concretamente de 14,5º a 15,5º.Es habitual ver en los alimentos etiquetas con la indicación de las kilocalorías (Kcal). Una kilocaloría, como su propio nombre indica, equivale a 1000 calorías.Para actuar con eficacia ante un incendio y tomar las medidas necesarias para su extinción mediante los medios existentes en el local y poder erradicarlo, es muy importante conocer como el actúa el fuego y se transmite el calor del mismo hacia todos los materiales de su alrededor, propagándose.Una vez que conocemos como se propaga el calor de un cuerpo a otro podemos aplicarlo a como se propagan los incendios. Un fuego se propagará de igual forma que el calor, por conducción, convección y radiación. Por lo tanto, conocer las formas en las que un incendio puede propagarse puede ser de vital importancia a la hora de sofocarlo.
Enlace externo
Fuentes
- Pérez Sanfiel, Francisco Humberto. Ciencia por doquier. Editado por: Olimpia Chong Carrillo. 1era Edición. Editorial Gente Nueva, 2008. 227 p. Imprenta Federico Engels. ISBN 978-959-08-1039-8
