Si alguna vez agarró el mango de metal de la olla que se está calentando sobre una fogata, ha experimentado dolorosamente la transferencia de calor. Hay cuatro formas en que el calor se transfiere de un objeto a otro: conducción, radiación, convección y advección. El calor casi siempre fluye desde el objeto de temperatura más alta al más bajo, cambiando la energía interna de ambos objetos en el proceso. La principal diferencia entre las transferencias de calor de convección y advección es la dirección del intercambio.

Transferencia de calor por convección

La transferencia de calor por convección implica la transferencia de calor a través del movimiento de las partículas del medio. Este medio debe ser un gas o líquido, lo que permite el movimiento. La convección siempre transfiere calor en el plano vertical. Este movimiento es impulsado por variaciones en la densidad del medio y, por lo tanto, flotabilidad. Las partículas calentadas se expanden, lo que hace que disminuyan en densidad; estas partículas se vuelven más boyantes que las partículas que las rodean, lo que hace que se eleven. A medida que se elevan, su calor se transfiere a partes más frías del medio que se encuentra encima de ellos.

Ejemplos de convección

La transferencia de calor por convección tiene lugar cuando se calienta una olla de agua. A medida que las moléculas de agua más cercanas a la fuente de calor se calientan, se expanden. Esta expansión reduce su densidad y comienzan a aumentar; esto es lo que hace hervir el agua en una olla. La atmósfera también proporciona un ejemplo de transferencia de calor por convección. Cuando un paquete de aire se calienta con energía solar (transferencia de calor por radiación), el paquete de aire se expande, disminuyendo su densidad. Esto aumenta su flotabilidad y hace que se eleve en la atmósfera. Esto produce una atmósfera inestable con un flujo de aire vertical.

Transferencia de calor de advección

La transferencia de calor de advección difiere de la convección en que el movimiento del calor está confinado al plano horizontal. Este tipo de transferencia de calor no está impulsado por variaciones en la densidad, sino que requiere una fuerza externa, como el viento o las corrientes, para desplazar las partículas del medio. A medida que las partículas se mueven horizontalmente hacia sistemas más calientes o más fríos, se transfiere calor.

Ejemplos de advección

El principal ejemplo de transferencia de calor por advección es el movimiento de los frentes meteorológicos. Estos frentes representan masas de aire frío o cálido que los vientos desplazan horizontalmente sobre la superficie; a medida que estas masas de aire encuentran aire más cálido o más frío, se intercambia calor entre los sistemas. Las corrientes oceánicas son otro ejemplo de transferencia de calor por advección. En lugar de verticalmente, las corrientes mueven el agua caliente o fría en direcciones horizontales. A medida que estas aguas interactúan con las áreas de agua más cálidas o más frías, se intercambia calor entre ellas.

Otros tipos de transferencia de calor

Los tipos restantes de transferencias de calor son la conducción y la radiación. La conducción transfiere calor de un objeto a otro sin movimiento; la tetina se transfiere de una molécula a otra. Este tipo de transferencia de calor solo ocurre en sólidos; el mango de una olla caliente es un ejemplo de conducción. La transferencia de calor por radiación implica la transferencia de calor por ondas de energía electromagnéticas. Un ejemplo de radiación es la luz solar; cuando estas ondas chocan con otras partículas, hacen que vibren o se calienten.