Transferencia térmica: convección, conducción y radiación

Philip y Kim han estado jugando fuera en la nieve, pero tras un rato han empezado a quedarse helados y han decidido volver a entrar para calentarse. ¡Acerquémonos al radiador! Es una buena manera de calentarse rápidamente - el radiador está mucho más caliente que Kim y Philip. Debido a esta diferencia de temperatura, el calor del radiador viaja hasta sus cuerpos, que están más fríos. Lo que se conoce como TRANSFERENCIA TÉRMICA. Pero, ¿cómo se transfiere el calor entre las cosas?

El radiador tiene un revestimiento metálico lleno de agua caliente o vapor. Al tocar el exterior del radiador, notamos que está caliente. El calor se transfiere del agua al metal y de ahí a la mano por contacto directo. Esto se denomina CONDUCCIÓN TÉRMICA. Los materiales como el metal transfieren muy bien el calor.

Se les llama CONDUCTORES. Pero no noto nada... Eso es porque sigues con los guantes gruesos de lana puestos, Philip. La lana no transfiere el calor tan bien - su conductividad es baja. Estos materiales se denominan AISLANTES.

El aire es otro ejemplo de aislante por lo que tampoco conduce muy bien el calor. Entonces, ¿cómo es posible sentir el calor, incluso sin tocar el radiador? Habrás notado que cuando las cosas se calientan mucho, empiezan a resplandecer, como el fuego o los cables en el interior de una tostadora. Este resplandor es la parte visible de las ondas electromagnéticas. De hecho, todo lo que nos rodea emite y absorbe estas ondas, aunque normalmente no podemos verlas, a no ser que usemos, por ejemplo, una cámara de infrarrojos.

Estas ondas electromagnéticas transportan el calor. Lo que se conoce como RADIACIÓN TÉRMICA. La radiación, al igual que la luz, no necesita de ningún tipo de sustancia, o medio, para viajar. ¡Es capaz de viajar incluso por el vacío! Así es como el calor del sol llega hasta la Tierra, o como el calor del radiador calienta las manos, incluso sin tocarlo. Pero si mantienes las manos sobre el radiador, notarás más calor que si las acercas a sus laterales.

Esto se debe al movimiento del aire alrededor del radiador. El aire que está cerca del radiador se calienta por conducción y radiación. El aire caliente es menos denso y más ligero que el aire frío, por lo que flota hacia arriba - por encima del radiador y hasta el techo. Allí se va enfriando poco a poco y se vuelve más pesado por lo que el aire frío baja hasta el suelo. Allí el radiador lo calienta y vuelve a subir.

El calor se extiende por toda la habitación porque el aire se mueve. Esta manera de transferir calor se denomina CONVECCIÓN TÉRMICA. A través de la convección, el calor se mueve en los gases, como el aire o el vapor, o en los líquidos, como por ejemplo, el agua. Existen tres maneras de transferir calor: - la conducción: cuando el calor viaja mediante contacto directo entre los objetos o sustancias; - la radiación: cuando el calor viaja a través del espacio entre los objetos y - la convección: cuando el calor fluye en los líquidos y gases. Saber cómo se transfiere el calor nos sirve para calentarnos rápido las manos. ¿Se te ocurre algún otro ejemplo de cómo usar en el día a día este conocimiento sobre la transferencia térmica?