2.2 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

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 contiguas, todo ello sin que haya transporte neto de materia.


Animación de Jesús Peñas bajo licencia Creative Commons

 

En la animación anterior puedes ver cómo al encender la placa las patículas comienzan a moverse más rápidamente y la energía cinética se transmite desde las partículas  de la  placa vitrocerámica al cazo, a la parte metálica del mango y finalmente a la madera del mango, con el consiguiente aumento de temperatura en todas las zonas.

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 del calor como los metales y malos conductores, como la madera o el papel.

Actividad

En la conducción la energía se transporta debido a los choques entre partículas, pero sin que exista desplazamiento neto de materia.

2) Transmisión por convección

Animación de Jesús Peñas bajo licencia Creative Commons

La transmisión por convección es típica de los fluidos. Los fenómenos de convección tienen mucha importancia en la naturaleza ya que son responsables de las dinámicas que se producen en la atmósfera y en los océanos debidas a esta forma de transmisión de calor.

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 masa líquida o al caldear una habitación mediante la calefacción. La diferencia de densidades también es la responsable del movimiento de las masas de aire en la atmósfera y de las corrientes marinas.

Actividad

En la convección la energía se propaga debido a la diferencia de densidad entre los fluidos calientes y fríos. En ella existe transporte de materia.

3) Transmisión por radiación

La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío. Es lo que ocurre cuando recibimos la energía del Sol a través del vacío cósmico. Todos los cuerpos radian energía, tanto más cuanto mayor sea su temperatura.

Dependiendo 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.

Actividad

La radiación es la propagación de energía mediante ondas electromagnéticas que emiten todos los cuerpos por el hecho de tener temperatura por encima del cero absoluto. En ella se transporta energía sin transporte de materia.

AV - Reflexión

Cuando queremos conservar un líquido caliente durante largo tiempo sin necesidad de suministrarle calor, utilizamos un termo como el de la imagen. ¿Sabrías explicar su funcionamiento? ¿Funcionará igual para mantener un líquido frío?