Transferencia de calor, en física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un
mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de
los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se
transmite 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.
En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la
conducción. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que
aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por
conducción. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la
conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de
los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de
temperatura. Esta teoría explica
por qué los buenos conductores eléctricos también tienden a ser buenos
conductores del calor.
CONVECCIÓN https://www.youtube.com/watch?v=-IYqFZk2Jac
Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un
gas, es casi seguro que
se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una
parte del fluido a otra por un proceso llamado convección. El movimiento del
fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su densidad (masa
por unidad de volumen)
suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el
fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido más frío y
más denso desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a la no
uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina convección natural.
La convección forzada se logra sometiendo el fluido a un gradiente de
presiones, con lo que se fuerza su
movimiento de acuerdo a las leyes de
la mecánica de
fluidos. Supongamos, por ejemplo, que calentamos desde abajo una cacerola llena
de agua. El líquido más próximo al fondo se calienta por el calor que se ha
transmitido por conducción a través de la cacerola. Al expandirse, su densidad
disminuye y como resultado de ello el agua caliente asciende y parte del fluido
más frío baja hacia el fondo, con lo que se inicia un movimiento de
circulación. El líquido más frío vuelve a calentarse por conducción, mientras
que el líquido más caliente situado arriba pierde parte de su calor por
radiación y lo cede al aire situado
por encima. De forma similar, en una cámara vertical llena de gas, como la
cámara de aire situada entre los dos paneles de una ventana con doble vidrio,
el aire situado junto al panel exterior —que está más frío— desciende, mientras
que al aire cercano al panel interior —más caliente— asciende, lo que produce un
movimiento de circulación.
La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción
y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en
contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío. La radiación es un
término que se aplica genéricamente a toda clase de
fenómenos relacionados con ondas electromagnéticas.
Algunos fenómenos de la radiación pueden describirse mediante la teoría de
ondas, pero la única explicación general satisfactoria de la radiación
electromagnética es la teoría cuántica. En 1905, Albert Einstein sugirió que la
radiación presenta a veces un comportamiento cuantizado:
en el efecto fotoeléctrico, la radiación se comporta como minúsculos
proyectiles llamados fotones y no como ondas. La naturaleza cuántica
de la energía radiante se había postulado antes de la aparición del artículo de
Einstein, y en 1900 el físico alemán Max Planck empleó la teoría cuántica y el
formalismo matemático de la mecánica estadística para
derivar una ley fundamental de la radiación. La expresión matemática de esta
ley, llamada distribución de
Planck, relaciona la intensidad de la energía radiante que emite un cuerpo en
una longitud de onda determinada con la temperatura del cuerpo. Para cada
temperatura y cada longitud de onda existe un máximo de energía radiante. Sólo
un cuerpo ideal (cuerpo negro) emite radiación ajustándose
Reciban un cordial saludo,
Es grato poder compartir este espacio de formación vital en el proceso de formación profesional. Espero logremos cumplir con los objetivos propuestos y lograr sembrar una pequeña semilla de investigación que en un mañana logre germinar, permitiendo un enorme aporte a su desarrollo personal y profesional.
para el primer trabajo, les recomiendo visitar los siguientes vídeos
https://www.youtube.com/watch?v=xFEN7BQ7Zus
EVALUACIÓN
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La evaluación se realizará con la presentación
del laboratorio realizados por los grupos de estudiantes. Este laboratorio se asignarán una clase antes del parcial y constará de un video donde se
muestre el desarrollo del laboratorio por parte de los estudiantes y de un
informe detallado con introducción, marco teórico, desarrollo del
experimento, análisis de resultados (gráficas, modelamientos, tablas),
fenómeno de la naturaleza relacionado, conclusiones y bibliografía., en la sustentación se debe mostrar el experimento
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