Transferencia de calor

Published On May-06-2016

¿De qué manera se transfiere el calor de un equipo a otro, o bien de un equipo al aire circundante? Conocer la forma en la que el calor es transferido nos permitirá diseñar un sistema para el apropiado manejo de la temperatura en nuestros estudios.

La transferencia de calor siempre se da desde una región de mayor temperatura hacia una región de menor temperatura. Consideremos el siguiente ejemplo: arrojamos un cubo de hielo a una taza de café caliente. Podríamos pensar que el hielo está transmitiendo frío al café y, por lo tanto, el café se enfría. Sin embargo, lo que sucede realmente, es que el café transmite parte de su calor hacia el cubo de hielo, derritiéndolo.

Figura: Transferencia de calor entre el café y el hielo

Durante este proceso, el café pierde parte de su energía térmica al transmitirla al hielo, por lo que se enfría, generando la ilusión de que el hielo transmite frío al café. El flujo de energía térmica se genera por el desequilibrio producido por la diferencia de temperatura entre café y el hielo. Cuanto mayor sea la diferencia, mayor flujo de energía térmica habrá.

Difusión

Las moléculas o átomos en un fluido, ya sea un líquido o gas, presentan un movimiento aleatorio e inevitable que aumenta en la medida que aumenta la temperatura (agitación térmica). Si otras partículas se encuentran suspendidas en el fluido, éstas se moverán aleatoriamente debido a las colisiones con las partículas del fluido agitadas térmicamente. El movimiento de esas partículas suspendidas en el fluido es conocido como movimiento browniano.

Figura: Movimiento browniano

Consideremos el siguiente ejemplo: agregamos un poco de leche a una taza de café caliente. Aunque no agitemos los líquidos, la leche empezará a mezclarse con el café. Esto se debe a que las partículas del café están sometidas a agitación térmica, por lo que están en constante movimiento y mueven a las de la leche, causando la mezcla de ambas sustancias. Este proceso es conocido como difusión. En sólidos, el movimiento browniano es ínfimo, por lo que la difusión es inexistente.

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