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#PalabrasClave
calor
equilibrio térmico
transferencia de calor
conducción
convección
radiación
¿Cómo sabes que algo está caliente? ¿Qué haces para calentar un cuerpo?
Por lo general, cuando un cuerpo está tibio, lo percibimos como algo agradable; por ejemplo, las mascotas duermen la siesta junto a una chimenea o cerca de la computadora para permanecer tibias y así conservan esa temperatura, porque reciben un tipo de energía que se pasa de un cuerpo a otro.
El calor es energía térmica que se transfiere de un cuerpo a otro por la diferencia de temperaturas; siempre está en movimiento y siempre pasa de un cuerpo con más calor a otro con menos calor; por ejemplo, ¿qué sucede si pones tus manos alrededor de una taza con una bebida caliente?
¿Qué ocurre cuando colocamos la bolsa en una cama que está fría? Las sábanas se calientan y la bolsa se va enfriando. La bolsa de agua caliente transfiere energía a las sábanas y el proceso finaliza cuando se alcanza la igualdad de temperatura de los cuerpos en contacto o, si se trata de un único cuerpo, cuando todo él tiene la misma temperatura. En ese momento se dice que se alcanzó el equilibrio térmico.
Cuando el calor pasa de un cuerpo a otro, decimos que hay una transferencia de calor, porque la energía térmica se propaga entre los cuerpos. Existen tres formas de transferencia o propagación del calor.
La transferencia de calor por conducción se presenta entre sólidos, líquidos y gases. Si se aplica calor en una parte del objeto, este comienza a calentarse exactamente donde recibe la energía térmica, y poco a poco el calor se irá extendiendo por todo el cuerpo. Así, la energía térmica pasa de la parte más caliente del objeto a la parte más fría. ¿Qué ejemplos de transferencia de calor por conducción puedes identificar?
Ejemplo 1
Si calientas un objeto con una vela o un mechero, la flama empieza por calentar una parte del objeto y poco a poco el calor se va transmitiendo por conducción.
Ejemplo 2
Un hierro al rojo vivo significa que está muy caliente, por eso se usan pinzas para sostenerlo. Después de un tiempo, las pinzas también se calentarán por la conducción de calor; por ello, los trabajadores usan guantes.
Ejemplo 3
Cuando pones un sartén al fuego, se calienta su base. El calor sube por todo el recipiente y la temperatura aumenta. Después de un tiempo, la transferencia de calor por conducción hará que el mango, que está más lejos de la flama, también esté caliente.
La transferencia de calor por convección es la que ocurre cuando hay una diferencia de temperaturas en el interior de un líquido o de un gas. Si un líquido o un gas lo calientas en un recipiente, primero se calentarán las moléculas que están cerca de la fuente de calor y se moverán, desplazando a las frías, que comenzarán a calentarse. Estos desplazamientos de partículas se llaman corrientes de convección y ocurren mediante el movimiento ascendente o descendente de líquidos o gases. En otras palabras, el líquido o gas se mueve y el calor pasa de una parte a otra.
¿Qué ejemplos de transmisión de calor por convección conoces?
La transmisión de calor por convección se aprovecha para que vuelen los globos aerostáticos. Arriba de la canastilla hay una pequeña estufa que genera una flama y calienta el aire dentro del globo. Como el aire interior es más caliente que el aire exterior, se mueve hacia arriba y el globo se eleva.
Cuando acercas las manos al fuego, no es necesario tocarlo para calentarlas; la energía térmica se transmite por radiación.
En las granjas de aves se utilizan lámparas para calentar los huevos; de esta manera se les transmite calor por radiación, es decir, se incuban para que se desarrollen los pollitos.
En la Naturaleza siempre están presentes las tres formas de transmitir el calor: conducción, convección y radiación. Y esto es necesario para que sucedan varios fenómenos que son fundamentales para la vida.
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La energía térmica que nos proporciona el calor es fundamental y sin él nuestra vida cotidiana sería muy diferente. Gracias a la transferencia de calor, cocinas tus alimentos, disfrutas un baño caliente y te mantienes tibio; además, es necesario para varias tecnologías, como los automóviles, cuyo motor funciona por la transferencia de calor. Asimismo, sin la transferencia de calor no existiría el ciclo del agua, los climas y el viento. ¿Te imaginas un día sin transferencia de calor?, ¿sería posible?
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