Transferencia de energía térmica — Física, 14–17 años
La energía térmica pasa de lugares más calientes a otros más fríos por conducción, convección o radiación. Cada proceso tiene una explicación física distinta, por lo que el mejor aislamiento depende de la situación.
Tres formas de transferirse
La conducción transmite energía entre partículas que se tocan, sobre todo en sólidos. La convección transporta energía en líquidos o gases en movimiento, cuando las zonas más calientes y menos densas ascienden. La radiación transporta energía mediante ondas electromagnéticas y puede atravesar el vacío, como la luz solar hasta la Tierra.
¿Por qué distinguirlas?
Los primeros experimentos sobre el calor mostraron que podía atravesar una varilla metálica, circular en el agua o llegar desde el Sol. Tratar los tres casos como un solo proceso producía predicciones erróneas. Separar los mecanismos explica por qué se comportan de forma distinta una cuchara metálica, un radiador y una manta.
Ejemplo resuelto
Una cuchara metálica está en té caliente. Después de un minuto, el mango se calienta aunque no esté dentro del té. Las partículas que vibran transfieren energía desde el extremo sumergido a las partículas vecinas a lo largo del metal: es conducción. No hay un flujo de material que transporte la energía, así que no es convección; y el mecanismo principal no es la radiación.
El error habitual
A menudo se dice que el frío entra en un objeto caliente. Parece correcto cuando una mano fría toca una taza caliente, porque la mano se enfría. Físicamente, la energía térmica pasa de la taza a la mano; la mano pierde energía y la taza se enfría ligeramente.
Dónde se usa
Una casa pierde calor por las paredes mediante conducción, por el aire en movimiento mediante convección y desde las superficies mediante radiación. El aislamiento del ático atrapa aire, las ventanas selladas reducen la convección y una lámina brillante refleja radiación infrarroja. Los diseñadores combinan estos métodos, porque un material no detiene todas las transferencias.
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