TRANSMISIÓN DE CALOR.
TRANSMISIÓN DE CALOR
La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de energía térmica, también conocida como transferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico. La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la segunda ley de la termodinámica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse más lenta. Los modos de transferencia son diferentes procesos de transporte de calor, usualmente se agrupan en tres tipos según haya también transferencia o no transferencia de materia (o fotones)como los siguientes :
La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de energía térmica, también conocida como transferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico. La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la segunda ley de la termodinámica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse más lenta. Los modos de transferencia son diferentes procesos de transporte de calor, usualmente se agrupan en tres tipos según haya también transferencia o no transferencia de materia (o fotones)como los siguientes :
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Conducción: Es la transferencia de calor que se
produce a través de un medio estacionario -que puede ser un sólido- cuando
existe una diferencia de temperatura.
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Convección: La convección es una de las tres
formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por medio
de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes
temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales
fluidos. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio
del movimiento del fluido, por ejemplo: al trasegar el fluido por medio de
bombas o al calentar agua en una cacerola, la que está en contacto con la parte
de abajo de la cacerola se mueve hacia arriba, mientras que el agua que está en
la superficie, desciende, ocupando el lugar que dejó la caliente.
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Radiación: se puede atribuir a cambios en las
configuraciones electrónicas de los átomos o moléculas constitutivas. En
ausencia de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiación
entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que todas las superficies
con temperatura finita emiten energía en forma de ondas electromagnéticas.
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Los aislantes térmicos son materiales
específicamente diseñados para reducir el flujo de calor limitando la
conducción, convección o ambos. Las barreras de radiación, son materiales que
reflejan la radiación, reduciendo así el flujo de calor de fuentes de radiación
térmica. Los buenos aislantes no son necesariamente buenas barreras de
radiación, y viceversa. Los metales, por ejemplo, son excelentes reflectores
pero muy malos aislantes.
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La efectividad de un aislante está indicado por su resistencia (R). La resistencia de
un material es el inverso del coeficiente de conductividad térmica (k)
multiplicado por el grosor (d) del aislante. Las unidades para la
resistencia son en el Sistema Internacional: (K•m²/W).
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La fibra de vidrio rígida, un material
aislante usado comúnmente, tiene un valor R de 4 por pulgada,
mientras que el cemento, un mal conductor, tiene un valor de 0.08 por pulgada.2
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La efectividad de una barrera de radiación está indicado por su
reflectividad, la cual es una fracción de la radiación reflejada. Un material
con una alta reflectividad (en una longitud de onda)
tiene una baja absorbitividad, y por consiguiente una baja emisividad.
Un reflector ideal tiene un coeficiente de reflectividad igual a 1, lo que
significa que refleja el 100% de la radiación entrante. Por otro lado, en el
caso de un cuerpo negro, el cual tiene una excelente
absorbitividad y emitividad de la radiación térmica, su coeficiente de
reflectividad es casi 0. Las barreras de radiación tiene una gran aplicación en ingeniería
aeroespacial; la gran mayoría de los satélites usan varias capas
aislantes aluminadas que reflejan la luz solar, lo que permite reducir la
transferencia de calor y controlar la temperatura del satélite.
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