Transferencia del Calor, lo que hay que saber

Si quieren entender un poco más, les conviene leer esto antes. Pero sino, sigan espero que les guste.

Siguiendo con el tema del calor... Éste se puede transferir (recuerden que es una forma de energía) de un cuerpo a otro de tres maneras distintas:
Conducción.
Convección.
Radiación.

Antes de explicar esas tres cosas , hay que aclarar una cosa sobre el calor. Bueno, sabemos que el calor es energía (una de las tantas formas). En el estudio de la energía hay una Ley que es fundamental, El Principio de Conservación de la Energía, la cual dice:

La Energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma y transfiere.

Ejemplo de conservación de la energía en un sistema cerrado. Pero la energía que se conserva no es precisamente calor.

Ahora sí, comencemos !!...




El ejemplo clásico:
Supongamos que un extremo de una barra metálica es expuesto a la llama del fuego...


Los átomos o moléculas del extremo calentado por la flama van a a adquirir mayor energía de agitación, es decir, vas a empezar a moverse (pero sin trasladarse) y a agitarse con mayor rapidez y fuerza. Luego, ésto átomos van a "contagiar" esa mayor energía de agitación a los que estén más proximos, y éstos a los otros, los cuales "contagiarán" a otros, y así sucesivamente hasta que toda la barra llegue a la misma temperatura. Este "contagio" se llama Efecto Dominó .
Es decir, hubo una transmisión de calor a lo largo de la barra, que continuará hasta que exista una diferencia de temperatura entre ambos extremos.
Es muy importante destacar que esta trasmisión se debe a la agitación de los átomos de la barra, transferida de un átomo a otro, sin que estas partículas sufran ninguna traslación dentro del sólido. Es decir, cuando dije que los átomos se empiezan a mover más significa que éstos empiezan a vibrar y a agitarse más pero nunca se van del lugar en el que están; un átomo del extremo de la barra nunca se trasladará al otro extremos, ni a ningún lado, sólo se empezará a agitar y vibrar más.

Unas cuantas aclaraciones :
La conducción se da principalmente en los sólidos, pero NO es exclusiva de éllos.
Dependiendo del material, la transmisión de la energía de agitación (del calor) se dará con mayor o menor facilidad, haciendo que tal materia sea buen o mal conductor del calor. Así por ejemplo los metales son los mejores conductores, generalmente. Y los malos conductores, llamados también aislantes, como el plástico, corcho, lana, aire, hielo, papel, etc...
Un ejemplo:
Supongamos que hay un metal y un trozo de madera. Tocamos uno con cada mano, y notamos que el metal nos da la sensación de "frío".

En realidad, no es así . Es decir, lo que sucede es que el metal es mejor conductor térmico que la madera y nuestra mano tiene mayor temperatura. Entonces al tocar el metal cedemos más calor que cuando tocamos la madera, y por eso sentimos la sensación de frío.



Vamos con el ejemplo clásico:
Supongamos que calentamos un recipiente que contiene agua...




Bueno, el vidrio de abajo del recipiente que está expuesto al fuego recibe calor y aumenta su temperatura. Luego, esa capa de vidrio le transfiere calor (por conducción) a la primera capa de agua de adentro del recipiente. Esa capa de agua al recibir calor, aumenta su temperatura lo que provoca que se haga menos densa, aumente su volumen y se haga más liviana por eso (como se ve en la imágen) asciende hacia la superficie. Ésto pasa sucesivamente formándose las corrientes de convección Perdonen si fuí muy repetitivo en las palabras al explicar .
Así, el calor que se transmite por conducción a las capas inferiores, se va distribuyendo por convección a toda la masa del líquido, gracias a las corrientes de convección.

Aclaraciones:

La transferencia del calor en los líquidos y gases (o sea en los fluídos) puede darse a través de la conducción (como vimos en el ejemplo), pero el proceso de convección es el mayor responsable de la transferencia del calor en los fluídos.

Otro ejemplo:

LA CONDUCCIÓN Y LA CONVECCIÓN TÉRMICA SE DAN SOLAMENTE POR MEDIOS MATERIALES, NUNCA POR EL VACÍO

Perdonen que sea tan dramático, pero es muy importante . Más vale que lo hayan leído .








Y el ejemplo es:
Suponga que vivimos en la Tierra (no mentira, chiste ). Bueno, ahora hablando en serio, nosotros vivimos en la Tierra, y es obvio que recibimos calor desde nuestra principal fuente de energía, el Sol. Pero...


Bueno, sucede que esta transferencia de calor que recibe la Tierra del Sol NO se da ni por conducción ni por convección, se da por Radiación Térmica. Entonces, hubo una transmisión del calor por medio del vacío (ya que entre la Tierra y el Sol hay vacío) debido a ondas electromagnéticas (las cuales no se pueden ver, ni tocar, ya que son pura energía).



La radiación es la única manera de transmisión del calor que se pùede dar por el vacío, pero ojo , también se puede dar por medios materiales.

Aclaraciones:
Todos los cuerpos calientes emiten radiaciones que cuando son absorbidas por algún cuerpo, provocan en él un aumento de temperatura. Estas radiaciones de las que estamos hablando son ondas electromagnéticas, ejemplo: la luz, rayos X, ultravioletas, infrarrojos capaces de propagarse tanto por el vació como por medios materiales.
Cuando la radiación incide en un cuerpo, parte de ella es absorbida y parte reflejada. Los cuerpos oscuros absorben la mayor parte de la radiación y reflejan casi nada. Es por esto que la ropa blanca se usa más en verano, ya que refleja la mayor parte de la radiación del Sol; y la ropa negra nos da más calor ya que absorbe la mayor parte de la radiación.





De manera general, el calor que recibe una persona cuando está cerca de un cuerpo caliente, llega hasta ella por medio de los tres procesos: conducción, convección y radiación. Cuanto mayor sea la temperatura del cuerpo caliente, tanto mayor será la cantidad de calor transmitida por radiación, como sucede cuando uno se halla cerca de uno horno o fogata.