TRANSFERENCIA DE CALOR

Facultad de arquitecturaTRANSFERENCIA DE CALOR2013ALUMNO:GUTIRREZ ZAVALETA MARVIN JHOJAN CURSO:ACONDICIONAMIENTO AMBIENTAL IDOCENTE:ARQ.MARCO POLO Senz

TRANSFERENCIA DE CALOR

Transferencia de calor es un proceso por el que se intercambia energa en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que estn a distinta temperatura. EL CALOR:Es la transferencia de energa interna de un cuerpo. Y qu es la energa interna? Bsicamente es la energa cintica de las molculas o tomos que componen un cuerpo. Las molculas no estn quietas (salvo a la temperatura del cero absoluto, que es inalcanzable), sino que se mueven y vibran. Esa vibracin de las molculas es la energa interna, y su transmisin es el calor. Sin embargo, es bastante habitual referirse a la energa interna simplemente como calor, y a la transmisin de aquella, como transmisin de calor (aunque estrictamente hablando no sea as).

LA TEMPERATURA: La temperatura es una medida de la energa cintica promedio de los tomos y molculas individuales de una sustancia. Cuando se agrega calor a una sustancia, sus tomos o molculas se mueven ms rpido y su temperatura se eleva, o viceversa.La temperatura es una magnitud fsica que se refiere a la sensacin de fro o caliente al tocar alguna sustancia. En cambio el calor es una transferencia de energa de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, producida por una diferencia de temperatura. El calor es energa en trnsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a otra de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la zona ms fra y reduce la de la zona ms clida, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energa no fluye desde un objeto de temperatura baja a otro de temperatura alta si no se realiza trabajo. La materia esta formada por tomos o molculas que estn en constante movimiento, por lo tanto tienen energa de posicin o potencial y energa de movimiento o cintica. Los continuos choques entre los tomos o molculas transforman parte de la energa cintica en calor, cambiando la temperatura del cuerpo.Cuando dos cuerpos que tienen distintas temperaturas se ponen en contacto entre s, se produce una transferencia de calor desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura.

Es as que la transferencia de calor puede producirse de tres formas: por conduccin, por conveccin y por radiacin. La conduccin es la transferencia de calor a travs de un objeto slido: es lo que hace que el asa de un atizador se caliente aunque slo la punta est en el fuego. La conveccin transfiere calor por el intercambio de molculas fras y calientes: es la causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente aunque slo su parte inferior est en contacto con la llama. La radiacin es la transferencia de calor por radiacin electromagntica (generalmente infrarroja): es el principal mecanismo por el que un fuego calienta la habitacin.Por ejemplo, el calor se transmite a travs de la pared de una casa fundamentalmente por conduccin, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por conveccin, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiacin.

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DEL CALOR:

CONDUCCIN

La conduccin es el mecanismo de transferencia de calor en escala atmica a travs de la materia por actividad molecular, por el choque de unas molculas con otras, donde las partculas ms energticas le entregan energa a las menos energticas, producindose un flujo de calor desde las temperaturas ms altas a las ms bajas. Los mejores conductores de calor son los metales. El aire es un mal conductor del calor. Los objetos malos conductores como el aire o plsticos se llaman aislantes.

En los slidos, la nica forma de transferencia de calor es la conduccin. Si se calienta un extremo de una varilla metlica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo ms fro por conduccin. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conduccin de calor en los slidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energa cuando existe una diferencia de temperatura. Esta teora explica por qu los buenos conductores elctricos tambin tienden a ser buenos conductores del calor.

CONVECCIN

La conveccin es el mecanismo de transferencia de calor por movimiento de masa o circulacin dentro de la sustancia. Puede ser natural producida solo por las diferencias de densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es obligada a moverse de un lugar a otro, por ejemplo el aire con un ventilador o el agua con una bomba. Slo se produce en lquidos y gases donde los tomos y molculas son libres de moverse en el medio. En la naturaleza, la mayor parte del calor ganado por la atmsfera por conduccin y radiacin cerca de la superficie, es transportado a otras capas o niveles de la atmsfera por conveccin.Supongamos, por ejemplo en una cmara vertical llena de gas, como la cmara de aire situada entre los dos paneles de una ventana con doble vidrio, el aire situado junto al panel exterior que est ms fro desciende, mientras que al aire cercano al panel interior ms caliente asciende, lo que produce un movimiento de circulacin.El calentamiento de una habitacin mediante un radiador no depende tanto de la radiacin como de las corrientes naturales de conveccin, que hacen que el aire caliente suba hacia el techo y el aire fro del resto de la habitacin se dirija hacia el radiador. Debido a que el aire caliente tiende a subir y el aire fro a bajar, los radiadores deben colocarse cerca del suelo (y los aparatos de aire acondicionado cerca del techo) para que la eficiencia sea mxima. De la misma forma, la conveccin natural es responsable de la ascensin del agua caliente y el vapor en las calderas de conveccin natural, y del tiro de las chimeneas. La conveccin tambin determina el movimiento de las grandes masas de aire sobre la superficie terrestre, la accin de los vientos, la formacin de nubes, las corrientes ocenicas y la transferencia de calor desde el interior del Sol hasta su superficie.Conduccion

RADIACINLa radiacin trmica es energa emitida por la materia que se encuentra a una temperatura dada, se produce directamente desde la fuente hacia afuera en todas las direcciones. Esta energa es producida por los cambios en las configuraciones electrnicas delos tomos o molculas constitutivos y transportada por ondas electromagnticas o fotones, por lo recibe el nombre de radiacin electromagntica. La masa en reposo de un fotn (que significa luz) es idnticamente nula. Por lo tanto, atendiendo a relatividad especial, un fotn viaja a la velocidad de la luz y no se puede mantener en reposo. (La trayectoria descrita por un fotn se llama rayo). La radiacin electromagntica es una combinacin de campos elctricos y magnticos oscilantes y perpendiculares entre s, que se propagan a travs del espacio transportando energa de un lugar a otro. A diferencia de la conduccin y la conveccin, o de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiacin electromagntica es independiente de la materia para su propagacin, de hecho, la transferencia de energa por radiacin es ms efectiva en el vaco. Sin embargo, la velocidad, intensidad y direccin de su flujo de energa se ven influidos por la presencia de materia. As, estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar a la Tierra desde el Sol y las estrellas.