2.2 Mecanismos de transmisión del calor
Has visto que el calor es un procedimiento para transferir energía entre sistemas, pero ¿cómo se realiza esta transferencia?
La transmisión de calor entre sistemas puede realizarse de tres formas diferentes:
1) Transmisión por conducción
Animación 3. © www.gcse.com |
La transmisión por conducción se produce cuando la energía se propaga debido a los choques entre las partículas, de forma que en cada choque las partículas ceden parte de su energía cinética a las partículas con las que interaccionan, todo ello sin que haya transporte neto de materia.
Este tipo de transmisión es el que tiene lugar al calentar una barra metálica por un extremo: en ese punto las patículas del metal comienzan a moverse más rápidamente, chocan con las partículas vecinas y la energía se transmite hasta alcanzar el otro extremo, que aumenta su temperatura. Este tipo de transmisión es característico de los sólidos, ya que los líquidos conducen muy mal y los gases prácticamente no conducen. Dentro de los sólidos existen muy buenos conductores, como los metales y malos conductores, como la madera o el papel.
2) Transmisión por convección
Animación 4. Oni Lukos, Creative commons |
La transmisión por convección es típica de los fluidos. En él se produce un transporte de energía asociado al desplazamiento de las partículas con mayor velocidad, que desplazan a las más lentas. La razón es las diferencias de densidad que se producen al calentar el fluido.
La atmósfera o los océanos tienen dinámicas debidas a esta forma de transmisión de calor.
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Imagen 8. R. Oostdy, Creative commons |
En un fluido las zonas más calientes tienen mayor volumen y por tanto menor densidad, por lo que ascienden sobre las zonas más frías que por la misma razón descienden, dando lugar a las denominadas corrientes de convección, que provocan que la temperatura se iguale en todo el volumen. Este proceso tiene lugar tanto en el calentamiento de una cacerola o al caldear una habitación mediante la calefacción. La diferencia de densidades también es la responsable del vuelo de los globos aerostáticos, al ser menos denso el aire caliente contenido en el interior que el que hay en el exterior.
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Imagen 9. Debivort |
3) Transmisión por radiación
Los dos medios de transmisión anteriores precisan de un medio material, pero sin embargo recibimos continuamente la energía del Sol a través del vacío cósmico, por lo que deberá existir una tercera forma de transmisión del calor: se trata de la transmisión por radiación. Todos los cuerpos radian energía, tanto más cuanto mayor sea su temperatura.
En función de la temperatura, la radiación emitida puede ser visible o no. Así, a bajas temperaturas no es visible, mientras que al aumentar ésta el objeto comienza a brillar desde el rojo hasta el blanco. Este fenómeno permite determinar la temperatura de un cuerpo.
Imagen 10. Mepsyd, uso educativo |