Formas de Transferencia de Calor

Transferencia de Calor

La transferencia de calor es el proceso de propagación del calor en distintos medios. La parte de la física que estudia estos procesos se llama a su vez Transferencia de calor o Transmisión de calor. La transferencia de calor se produce siempre que existe un gradiente térmico o cuando dos sistemas con diferentes temperaturas se ponen en contacto. El proceso persiste hasta alcanzar el equilibrio térmico, es decir, hasta que se igualan las temperaturas. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos o regiones lo suficientemente próximas, la transferencia de calor no puede ser detenida, solo puede hacerse más lenta.

Modos de transferencia

En general, se reconocen tres modos distintos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación, aunque en rigor, solo la conducción y radiación debieran considerarse formas de transmisión de calor, porque solo ellas dependen exclusivamente de un desequilibrio térmico para producirse. Para que se produzca convección, tiene que haber un transporte mecánico de masa además de una diferencia de temperatura, sin embargo, teniendo en cuenta que la convección también transfiere energía de zonas con mayor temperatura a zonas con menor temperatura, normalmente se admite el modo transferencia de calor por convección.

Conducción: Es la transferencia de calor que se produce a través de un medio material por contacto directo entre sus partículas, cuando existe una diferencia de temperatura y en virtud del movimiento de sus micro partículas. El medio puede ser sólido, líquido o gaseoso, aunque en líquidos y gases solo se da la conducción pura si se excluye la posibilidad de convección. La cantidad de calor que se transfiere por conducción, viene dada por la ley de Fourier. Esta ley afirma que la velocidad de conducción de calor a través de un cuerpo por unidad de sección transversal es proporcional al gradiente de temperatura que existe en el cuerpo.

Convección: La transmisión de calor por convección se compone de dos mecanismos simultáneos. El primero es la transferencia de calor por conducción debida al movimiento molecular, a la que se superpone la transferencia de energía por el movimiento de fracciones del fluido que se mueven accionadas por una fuerza externa, que puede ser un gradiente de densidad (convección natural), o una diferencia de presión producida mecánicamente (convección forzada) o una combinación de ambas. La cantidad de calor transferido por convección, se rige por la ley de enfriamiento de Newton.

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.2. El calor emitido por una superficie en la unidad de tiempo, viene dado por la ley de Stefan-Boltzmann.

Heat transfer

Heat transfer is the process of heat propagation in various media. The part of physics that studies these processes in turn is called heat transfer or heat transfer. Heat transfer occurs whenever there is a thermal gradient or when two systems with different temperatures are contacted. The process continues until reach thermal equilibrium, ie, until the temperatures are equal. When there is a temperature difference between two objects or regions sufficiently close, the heat transfer can not be stopped, can only be slowed.

Transfer Modes

In general, three different modes of heat transfer are recognized: conduction, convection and radiation, although strictly speaking, only the conduction and radiation should be considered forms of heat transfer, because only they rely exclusively on a thermal imbalance to occur. For convection to occur, there must be a mechanical mass transport plus a temperature difference, however, considering that the convection also transfers energy to areas with higher temperature areas with lower temperature, so normally it supports transfer convective heat.

Conduction: The heat transfer occurs through a material medium by direct contact between the particles, when there is a temperature difference and under movement of the micro particles. The medium may be solid, liquid or gaseous, liquids and gases but only pure driving occurs if the possibility of convection is excluded. The amount of heat transferred by conduction is given by Fourier's law. This law states that the rate of heat conduction through a body per unit cross section is proportional to the temperature gradient exists in the body.

Convection: Heat transfer by convection consists of two simultaneous mechanisms. The first is the heat transfer by conduction due to molecular motion, which energy transfer is superimposed by moving fractions fluid moving driven by an external force, which can be a density gradient (natural convection) , or mechanically produced pressure difference (forced convection) or a combination of both. The amount of heat transferred by convection, is governed by Newton's law of cooling.

Radiation: can be attributed to changes in the electronic configurations of atoms or constituent molecules. In the absence of a medium, there is a net radiative heat transfer between two surfaces at different temperatures, because all surfaces with finite temperature emit energy as waves electromagnéticas.2. The heat emitted by a surface in unit time, is given by the Stefan-Boltzmann law.