La transferencia de calor ocupa un campo que comprende una amplia gama de funciones, desde los simples procesos de calentamiento y enfriamiento de objetos hasta conceptos termodinámicos avanzados en física térmica. Para comprender cómo se enfría una bebida en el verano o cómo el calor viaja del sol a la Tierra, debe comprender estos principios básicos de transferencia de calor en un nivel fundamental.
Segunda Ley de la Termodinámica
El La segunda ley de la termodinámica establece que el calor se transfiere desde un objeto de una temperatura más alta a la de una temperatura más baja. Los átomos de energía más alta (y, por lo tanto, la temperatura más alta) se mueven hacia los átomos de energía más baja (temperatura más baja) para mantener el equilibrio (conocido como equilibrio térmico). La transferencia de calor ocurre para mantener este principio cuando un objeto está a una temperatura diferente de otro objeto o sus alrededores.
Transferencia de calor por conducción
Cuando las partículas de materia están en contacto directo, las transferencias de calor por medio ", 3, [[Los átomos adyacentes de mayor energía vibran uno contra el otro, lo que transfiere la energía más alta a la energía más baja, o la temperatura más alta a la temperatura más baja. Es decir, los átomos de mayor intensidad y mayor calor vibrarán, moviendo así los electrones a áreas de menor intensidad y menor calor. Los fluidos y gases son menos conductores que los sólidos (los metales son los mejores conductores) debido al hecho de que son menos densos, lo que significa que hay una mayor distancia entre los átomos.
Transferencia de calor por convección
La convección describe el calor transferencia entre una superficie y un líquido o gas en movimiento. A medida que el fluido o gas viaja más rápido, aumenta la transferencia de calor por convección. Dos tipos de convección son la convección natural y la convección forzada. En la convección natural, el movimiento del fluido resulta de los átomos calientes en el fluido, donde los átomos calientes se mueven hacia arriba hacia los átomos más fríos en el aire: el fluido se mueve bajo la influencia de la gravedad. Ejemplos de esto incluyen las nubes ascendentes de humo de cigarrillo o el calor del capó de un automóvil que se eleva hacia arriba. En la convección forzada, el fluido es forzado a viajar sobre la superficie por un ventilador o bomba u otra fuente externa.
Transferencia de calor y radiación
La radiación (que no debe confundirse con la radiación térmica) se refiere a transferencia de calor a través del espacio vacío. Esta forma de transferencia de calor ocurre sin un medio intermedio; La radiación funciona incluso dentro y a través de un vacío perfecto. Por ejemplo, la energía del sol viaja a través del vacío del espacio antes de que la transferencia de calor caliente la Tierra.
La transferencia de calor forma parte integral de la educación en materias relevantes, como en el plan de estudios de ingeniería química o mecánica. . La fabricación y el HVAC (calefacción, ventilación y refrigeración por aire) son ejemplos de industrias que dependen en gran medida de la termodinámica y los principios de transferencia de calor. La ciencia térmica y la física térmica son campos superiores de educación que se ocupan de la transferencia de calor.