La conducción es un modo de transferencia de calor que ocurre cuando dos sustancias, o partes de la misma sustancia, a diferentes temperaturas entran en contacto directo entre sí. La sustancia de mayor temperatura transfiere su energía térmica a la sustancia de menor temperatura hasta que ambas sustancias alcanzan la misma temperatura. A nivel molecular, la conducción se produce mediante la transferencia de energía cinética de partículas más energéticas (en la sustancia de mayor temperatura) a partículas menos energéticas (en la sustancia de menor temperatura).

La conducción juega un papel importante en la transferencia de calor dentro de los sólidos, donde los átomos o moléculas están muy juntos y pueden intercambiar energía térmica fácilmente. Los metales generalmente son buenos conductores del calor porque sus átomos son relativamente libres para moverse y transportar calor. Por el contrario, los no metales y los gases son malos conductores del calor porque sus átomos o moléculas están menos unidos y tienen menos libertad para moverse.

En la atmósfera, la conducción se limita principalmente a la transferencia de calor entre la superficie de la Tierra y las capas más bajas de aire en contacto directo con ella. A medida que el sol calienta la superficie de la Tierra durante el día, el suelo se vuelve más cálido que el aire inmediatamente encima de él. Esta diferencia de temperatura crea un flujo de calor conductivo, donde el calor del suelo se transfiere al aire a través del contacto directo. El aire cerca de la superficie asciende debido a su densidad reducida, lo que da lugar a corrientes de convección.

Transferencia de calor por convección

La convección es un modo de transferencia de calor que se produce mediante el movimiento de un fluido calentado (líquido o gas). Cuando un fluido se calienta, su densidad disminuye, lo que hace que aumente. A medida que el fluido menos denso y más cálido asciende, es reemplazado por fluido más frío y denso de las áreas circundantes. Este ciclo continuo de fluido calentado que sube y fluido más frío que desciende crea corrientes de convección.

En la atmósfera, la convección es el principal mecanismo de transferencia de calor desde la superficie terrestre a las capas superiores de la atmósfera. A medida que la superficie se calienta debido a la radiación solar, el aire en contacto con ella absorbe calor y se vuelve menos denso. Este aire caliente luego asciende, transportando el calor absorbido a mayores altitudes. A medida que el aire caliente asciende, se expande y se enfría, lo que hace que aumente su densidad. Luego, el aire más frío desciende, liberando el calor almacenado al entorno circundante.

La circulación continua de aire caliente que asciende y aire frío que desciende crea corrientes de convección en la atmósfera, que desempeñan un papel vital en la distribución del calor de manera más uniforme y en la regulación de la temperatura de la Tierra. Las corrientes de convección también contribuyen a la formación de nubes, precipitaciones y otros fenómenos atmosféricos.

Comparación de conducción y convección

Si bien tanto la conducción como la convección implican la transferencia de calor, difieren en sus mecanismos y en los medios a través de los cuales ocurren. La conducción se basa en el contacto físico directo entre dos sustancias, mientras que la convección implica el movimiento de un fluido calentado. La conducción es más eficaz para transferir calor dentro de sólidos, mientras que la convección es más eficiente para transferir calor dentro de fluidos (líquidos y gases).

En la atmósfera, la conducción juega un papel menor en la transferencia de calor, principalmente cerca de la superficie terrestre. La convección, por otra parte, es el modo dominante de transferencia de calor en la atmósfera, responsable de la circulación de aire caliente y aire frío, de los fenómenos meteorológicos y de la regulación general de la temperatura de la Tierra.