Transmisión de calor

Sea un sistema aisaldo con dos cuerpos A y B, en el que se hacen las siguientes observaciones:

1) Sus temperaturas son Ta > Tb.

2) A y B están próximos o en contacto adentro del sistema y no hay aislación térmica entre ellos.

3) En un instante inicial, se observa que la Ta > Tb, pero a medida que pasa el tiempo varían hasta igualarse.

4) Se plantea la ecuación de la calorimetría:

Qi = Gi . ci . (tf - ti) = 0

Todo ocurrió como si existiera un intercambio de calor.

Conclusiones:

a) Cuando dos cuerpos de diferente estado térmico lo igualan luego de un tiempo, existió un fenómeno de calor.

b) En base a la teoría calórica se puede interpretar un fenómeno de calor como si la cantidad de calor se transmitiera de un cuerpo a otro.

c) Para que exista la transmisión de calor mencionada debe existir diferencia de temperaturas, diferencia que también es llamada salto térmico o gradiente de temperaturas.

Fuente y receptor 

Cuando entre dos regiones del espacio existe una diferencia de temperaturas cabe la posibilidad de que se verifique algún proceso de transmisión de calor. A la región o cuerpo de mayor temperatura la llamamos fuente y al de menor, receptor.

Mecanismos de transmisión de calor

Se reconocen tres mecanismos básicos de transmisión de calor:

1) Conducción: se lleva a cabo sin movimiento relativo de las partículas que componen a los cuerpos en cuestión, y es el caso de los cuerpos sólidos en contacto.

2) Convección: es cuando la transmisión se realiza con movimiento relativo de las partículas que componen los cuerpos, y es el caso de los fluídos líquidos o gaseosos.

3) Radiación: la transmisión de calor se lleva a cabo según las leyes de la radiación de energía por medio ondulatorio.

Las hipótesis de análisis son:

• No se requiere contacto directo entre cuerpos

• No requiere medio material entre ellos, es decir que puede haber vacío entre los cuerpos.

• Todo cuerpo a determinada temperatura irradia energía calórica llamada radiación térmica, la cual no es más que una emisión de ondas electromagnéticas que se desplazan a la velocidad de la luz.

Leyes de los mecanismos de transmisión

Cada mecanismo tiene sus leyes, a saber:

Conducción: Ley de Fourier.

Convección: Ley de Newton.

Radiación: Ley de Stefan Boltzman.

Conducción  -  Convección  -  Radiación

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