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El calor se puede transferir de tres formas diferentes. Estas son la conducción, convección y radiación. Aunque seguro que has escuchado hablar de ellas, puede que no conozcas bien su diferencia o cómo funcionan. Por eso, en este artículo te explicaremos en detalle en qué consisten y veremos varios ejemplos.
La transferencia de calor se produce en los momentos que hay una diferencia de temperatura entre dos cosas. De otra forma, no existiría este fenómeno.
La conducción es una forma de transferir el calor entre dos cuerpos cuando están en contacto o en el momento que el calor dentro de un mismo cuerpo pasa de un lado a otro. El ejemplo perfecto es cuando calientas una barra de hierro en el fuego.
Al principio solo un extremo está caliente, después, el calor recorre todo el cuerpo hasta llegar a la otra punta que no está en contacto con la fuente de calor.
El mecanismo de la conducción del calor se basa en el movimiento que hacen los átomos. Estos comienzan a agitarse y moverse mucho más rápido a medida que sube la temperatura. Además, empujan a los átomos vecinos y les dan calor.
La capacidad que tienen los materiales para conducir el calor es conocido como conductividad térmica. No todos los materiales tienen la misma y eso es importante, por ejemplo, para la construcción de una casa (la madera tiene baja conductividad térmica).
Por otro lado, los metales como el aluminio o el hierro transmiten mucho el calor, por ello las asas de las ollas son de plástico. Así es como evitan que te quemes al agarrarlas. ¿Por qué? Tienen electrones libres que transfieren energía más rápido desde las zonas calientes del cuerpo a las frías.
En el caso de la conducción, la transferencia de calor se da cuando un cuerpo u objeto está en contacto directo con otro. Mientras tanto, la convención se produce por el movimiento de gases o líquidos que están en diferentes temperaturas.
Por su parte, la radiación transfiere el calor sin necesidad de que los objetos, materiales o cuerpos estén en contacto. El método de transmisión es la emanación de energía a través de las ondas electromagnéticas.
El mejor ejemplo para ilustrar esto es la olla de agua hirviendo. En su caso, el fuego calienta al máximo la olla (por radiación) mientras que el metal hace que el agua se caliente (por conducción) y hace que el agua caliente suba por efecto de la alta temperatura (la convección).
Por si no ha quedado claro, vamos a explicarte uno a uno en qué consisten los procesos y en qué aparatos o situaciones en el día a día se dan.
Otro ejemplo son las casas construidas con materiales de baja conductividad térmica para el aislamiento. Estas casas mantienen la temperatura interna, independientemente de las condiciones exteriores, demostrando la importancia de la elección de materiales en la eficiencia energética.
Un ejemplo gráfico fácil de entender son los globos aerostáticos. Estos flotan porque la densidad del aire caliente es menor a la que lo rodea. ¡Es gracias a la convección!
Esta forma de transferencia del calor se produce debido al movimiento de líquidos y gases de zonas calientes a frías. La densidad de cualquier fluido es menor según va aumentando su temperatura.
Un ejemplo fácil de ver es la formación de las nubes (sí, sí, se crean por convección). El vapor de agua y el aire caliente de la superficie se eleva y condensa en las alturas en forma de nube. Este tipo de convección se llama libre o natural porque no necesita la intervención de fuerzas externas.
En cambio, cuando un agente externo crea la transferencia de forma artificial, se habla de convección forzada. Esto sucede por ejemplo durante el verano cuando utilizamos el ventilador para que mueva el aire caliente de una habitación.
Otro ejemplo son los sistemas de calefacción por suelo radiante utilizan convección para calentar una habitación de manera uniforme. El aire caliente, menos denso, se eleva y distribuye el calor por toda la habitación, demostrando la eficiencia de la convección en la distribución del calor.
Por último, tenemos la más común, la que se da en cada día de nuestra vida de forma natural. La radiación es la transferencia de calor que se da entre objetos que no están en contacto, mediante las ondas electromagnéticas (como la luz visible, la ultravioleta y el infrarrojo).
Todos los cuerpos emiten calor por radiación (el calor humano del metro da fé) pero también lo absorbe. Dependiendo de la diferencia de temperatura, el que más frío está siempre coge un poco de aquel que está a más grados.
Un dato interesante es que los cuerpos que más calor absorben también son los que más emiten. Las superficies negras son el ejemplo perfecto, durante las horas de sol se calientan más que los cuerpos blancos, pero también emiten mucho más calor.
Por tanto, la emisión depende de la temperatura del cuerpo, ya que el que a mayor temperatura esté siempre será el que mayor emisión de calor tenga.
Los paneles solares aprovechan la radiación solar para generar electricidad. Este uso innovador de la radiación no solo proporciona una fuente de energía renovable, sino que también subraya la importancia de la radiación en las tecnologías sostenibles.
De hecho, no hace falta que haya material para que se produzca la radiación de calor. Por eso, muchas veces no nos damos cuenta de que, por ejemplo, el sol está calentándonos mediante radiación cada día.
En definitiva, conocer estos términos te servirá para mejorar la eficiencia energética de tu casa. Puedes instalar aislantes o estructuras con materiales que tengan las propiedades adecuadas para que el calor o el frescor del hogar se quede dentro. Así consumirás menos energía y ahorrarás más dinero.
Por último, aquí te traemos algunos consejos que te serán muy útiles mejorar la eficiencia energética en el hogar:
La diferencia entre conducción, convección y radiación reside en el método de transferencia de calor.
Conducción:
Convección:
Radiación:
En resumen, la conducción es por contacto, la convección es por movimiento de fluidos y la radiación es por ondas electromagnéticas.
La conducción y radiación son dos modos de transferencia de calor con diversas aplicaciones.
Aplicaciones de la conducción:
Aplicaciones de la radiación:
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