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EN QUE CONSISTE EL FENOMENO DE CONDUCCION DEL CALOR?

El calor puede transferirse de un lugar a otro por tres métodos diferentes: conducción en sólidos, convección en fluidos (líquidos o gases) y radiación a través de cualquier medio transparente a ella. El método elegido en cada caso es el que resulta más eficiente. Si hay una diferencia de temperatura el calor siempre viajará del lugar más caliente al más frío.


Transferencia-del-calor.jpg
  

  

CONDUCCIÓN       

  La conducción tiene lugar cuando dos objetos a diferentes temperaturas entran en contacto. El calor fluye desde el objeto más caliente hasta más frío, hasta que los dos objetos alcanzan  la misma temperatura. La conducción es el transporte de calor a través de una sustancia y se produce gracias a las colisiones de las moléculas. En el lugar donde los dos objetos se ponen en contacto, las moléculas del objeto caliente, que se mueven más de prisa, colisionan con las del objeto frío, que se mueven más despacio. A medida que colisionan las moléculas rápidas dan algo de su energía a las más lentas. Estas a su vez colisionan  con otras moléculas en el objeto frío. Este proceso continúa hasta que la energía del objeto caliente se extiende por el objeto frío. Algunas sustancias conducen el calor mejor que otras. Los sólidos son mejores conductores que los líquidos y éstos mejor que los gases. Los metales son muy buenos conductores de calor, mientras que el aire es muy mal conductor. Puede experimentar como el calor se transfiere por conducción siempre que toca algo que está más caliente o más frío que su piel, por ejemplo cuando se lava las manos en agua caliente o fría.

 

CONVECCIÓN: 

  En líquidos y gases la convección es usualmente la forma más eficiente de transferir calor. La convección tiene lugar cuando áreas de fluido caliente ascienden hacia las regiones de fluido frío. Cuando ésto ocurre, el fluido frío desciende tomando el lugar del fluido caliente que ascendió. Este ciclo da lugar a una continua circulación en que el calor se transfiere a las regiones frías. Puede ver como tiene lugar la convección cuando hierve agua en una olla. Las burbujas son las regiones calientes de agua que ascienden hacia las regiones más frías de la superficie. Probablemente usted este familiarizado con la expresión: "el aire caliente sube y el frío baja" - que es una descripción de el fenómeno de convección en la atmósfera. El calor en este caso se transfiere por la circulación del aire.

  conveccion.jpg

 

 

imagen-ternica-infaroja.jpg
Imagen térmica infrarroja del centro de nuestra galaxia. Este calor, procedente de numerosas estrellas y nubes interestelares, ha viajado unos 24,000 años luz (aproximadamente 240,000,000,000,000,000 km!) a traves del espacio en forma de radiación hasta llegar a nuestros telescopios infrarrojos.  

RADIACIÓN:

    Tanto la conducción como la convección requieren la presencia de materia para transferir calor. La radiación es un método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente y el receptor del calor. Por ejemplo, podemos sentir el calor del Sol aunque no podemos tocarlo. El calor se puede tranferir a través del espacio vacío en forma de radiación térmica. Esta, conocida también como radiación infrarroja, es un tipo de radiación electromagnética (o luz). La radiación es por tanto un tipo de transporte de calor que consiste en la propagación de ondas electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz. No se produce ningún intercambio de masa y no se necesita ningún medio.

Los objetos emiten radiación cuando electrones en niveles de energía altos caen a niveles de enegía bajos. La energía que se pierde es emitida en forma de luz o  radiación electromagnética. La energía absorbida por los átomos hace que sus electrones "salten" a niveles de energía superiores. Todos los objetos absorben y emiten radiación. ( Este es un "applet" de java que muestra como un átomo absorbe  y emite radición). Cuando la absorción de energía está equilibrada con la emisión, la temperatura del objeto permanece constante. Si la absorción de energía domina, la temperatura del objeto aumenta, si la emisión domina, la temperatura disminuye.

Calor específico


 

El calor específic calor-especifico.jpg o es una magnitud física  que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado C elsius). En general, el valor del calor específico depende de dicha temperatura inicial.[1] [2]  Se la representa con la letra (minúscula).

En forma análoga, se define la capacidad calorífica como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar  su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Se la representa con la letra (mayúscula).

Por lo tanto, el calor específico es la capacidad calorífica específica, esto es donde es la masa de la sustancia.[3]

CAPACIDAD TÉRMICA:

capacidad-termica.jpg  Cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de una sustancia. También llamada capacidad calorífica

La KilocaloriA

 

*      La caloría (kilocaloría, cal o. Keal) es una unidad de medida del calorenergia producido por los alimentos. Por definición, una caloría equivale a la cantidad de calor necesaria para que, a presión atmosférica normal, un litro de agua destilada alcance de 14,5 a 15,5 ~C.

*      La caloría (símbolo cal) es una unidad de energía del ya en desuso Sistema Técnico de Unidades, basada en el calor específico del agua. Aunque en el uso científico actual, la unidad de energía es el julio (del Sistema Internacional de Unidades), permanece el uso de la caloría para expresar el poder energético de los alimentos.      La caloría fue definida por primera vez por el profesor Nicolas Clément en 1824 como una caloría-kilogramo y así se introdujo en los diccionarios franceses e ingleses durante el periodo que va entre 1842 y 1867.

Definición       Se define la caloría como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar un grado celsius la temperatura de un gramo de agua pura, desde 14,5 °C a 15,5 °C, a una presión normal de una atmósfera.

Una caloría (cal) equivale exactamente a 4,1868 julios (J),[1] mientras que una kilocaloría (kcal) es exactamente 4,1868 kilojulios (kJ).

Las cantidades de calor Q se miden con calorímetros especializados en los que interviene la siguiente fórmula física:

 

donde es la masa, el calor específico y el incremento de temperatura que experimenta el cuerpo.

Algunas definiciones obsoletas de la caloría se refieren a dos calorías diferentes:

  • La denominada caloría pequeña o caloría-gramo, que corresponde a la caloría propiamente dicha, representa la energía calorífica necesaria para incrementar un grado celsius la temperatura de un gramo de agua. Equivale a 4,1868 J.
  • La caloría grande o caloría-kilogramo, representa la energía calorífica necesaria para elevar en un grado celsius la temperatura de un kilogramo de agua. Esta definición corresponde a la kilocaloría propiamente dicha y equivale a 4,1868 kJ. Esta caloría se empleaba antiguamente en Biología, Medicina y Nutrición, y se le asignaba el símbolo "Cal" (con C mayúscula) para diferenciarla de la caloria propiamente dicha, de símbolo "cal".

joule.jpg James Prescott Joule.

 

JOULE: Es una unidad de energía, trabajo y calor.  

  

 Se define como el trabajo realizado por la fuerza de 1 newton en un desplazamiento de 1 metro y toma su nombre, hispanizado, como sucedió con el vatio, en honor al físico James Prescott Joule.
También es equivalente a 1 vatio · segundo (J = W. s), por lo que eléctricamente es el trabajo realizado por una diferencia de potencial de 1 Voltio y con una intensidad de 1 Amperio durante un tiempo de 1 segundo.
         De manera aproximada, es la cantidad de energía necesaria para levantar un kilogramo a una altura de 10 cm de la superficie de la Tierra.J = W. s = N.m = kg.m2/s2
1 joule = 0,239 calorías (no confundir con kcal) =

 

Pastor Diego Acuña.

Por PASTOR DIEGO - Publicado en: CIENCIA AL DIA - Comunidad: EL SHADDAI.
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  • PASTOR DIEGO
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