Qué es la conducción – convección – radiación – definición

Conducción

La conducción térmica , también llamada  conducción de calor , ocurre dentro de un cuerpo o entre dos  cuerpos en contacto sin la participación del flujo de masa y la mezcla. Es el intercambio microscópico directo de  la energía cinética  de las partículas a través del límite entre dos sistemas. La transferencia de calor  por  conducción depende de la “fuerza” impulsora de la  diferencia de temperatura  y la  conductividad térmica  (o la resistencia a la transferencia de calor). La conductividad térmica depende de la naturaleza y las dimensiones del medio de transferencia de calor. Todos los problemas de transferencia de calor implican la  diferencia de temperatura , la  geometría, y las  propiedades físicas del objeto en estudio. En los problemas de transferencia de calor por conducción, el objeto que se estudia suele ser un sólido.

Microscópicamente, este modo de transferencia de energía se atribuye al  flujo de electrones libres  desde los niveles de energía más altos a los más bajos, la  vibración reticular  y  la colisión molecular . Considere un  bloque de piedra  a alta temperatura, que consiste en átomos que oscilan intensamente alrededor de sus posiciones promedio. A bajas temperaturas , los átomos continúan oscilando, pero con  menos intensidad . Si un bloque de piedra más caliente se pone en contacto con un bloque más frío, los átomos que oscilan intensamente en el borde del bloque más caliente emiten su energía cinética a los átomos menos oscilantes en el borde del bloque frío. En este caso hay  transferencia de energía  entre estos dos bloques y El calor  fluye  del bloque más caliente al más frío por estas vibraciones aleatorias. La visión moderna es atribuir la transferencia de energía a las ondas reticulares inducidas por el movimiento atómico. En un aislante eléctrico, la transferencia de energía se realiza exclusivamente a través de estas ondas reticulares. En un conductor, también se debe al movimiento de traslación de los electrones libres.

Convección

En general, la  convección  es la  transferencia de masa  o la  transferencia de calor  debido al  movimiento masivo  de moléculas dentro de fluidos como gases y líquidos. Aunque los líquidos y gases generalmente no son muy buenos conductores de calor, pueden transferir calor rápidamente  por convección .

La convección  tiene lugar a través de la  advección ,  difusión  o ambas. La convección no puede tener lugar en la mayoría de los sólidos porque no puede tener lugar una difusión significativa de materia ni flujos de corriente a granel. La difusión del calor tiene lugar en sólidos rígidos, pero eso se llama  conducción térmica .

El proceso de transferencia de calor entre una superficie y un fluido que fluye en contacto con ella se denomina  transferencia de calor por convección . En ingeniería, la transferencia de calor por convección es uno de los principales mecanismos de transferencia de  calor . Cuando se transfiere calor de un fluido a otro a través de una barrera, la convección está involucrada en ambos lados de la barrera. En la mayoría de los casos, la resistencia principal   al flujo de calor es por convección. La transferencia de calor por convección  tiene lugar tanto por difusión térmica (el movimiento aleatorio de las moléculas de fluido) como por advección, en la cual la materia o el calor es transportado por el movimiento a gran escala de las corrientes en el fluido.

Transferencia de calor por radiación

En capítulos anteriores, hemos discutido la convección y la conducción , que requieren la presencia de materia como medio para transportar el calor desde la región más caliente a la más fría. Pero un tercer tipo de transferencia de calor, la transferencia de calor por radiación , ocurre sin ningún medio. En general, la transferencia de calor por radiación de una superficie a otra es la radiación que sale de la primera superficie por la otra menos la que llega desde la segunda superficie. La transferencia de calor por radiación está mediada por radiación electromagnética , conocida como radiación térmica , que surge debido a la temperatura de un cuerpo. Cualquier material que tenga una temperatura superiorEl cero absoluto emite algo de energía radiante . La mayor parte de la energía de este tipo se encuentra en la región infrarroja del espectro electromagnético, aunque parte de ella se encuentra en la región visible. Uno de los ejemplos más importantes de transferencia de calor por radiación es la absorción de radiación solar por la Tierra, seguida de su radiación térmica saliente. Estos procesos determinan la temperatura y el clima de la Tierra.