1. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
I. CALOR Y TEMPERATURA:
Calor y temperatura son conceptos que en el lenguaje cotidiano se
confunden, pero son diferentes.
La temperatura es una magnitud física que se refiere a la
sensación de frío o caliente al tocar alguna sustancia. En cambio el
calor es una transferencia de energía de una parte a otra de un
cuerpo, o entre diferentes cuerpos, producida por una diferencia
de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de
una zona de mayor temperatura a otra de menor temperatura,
con lo que eleva la temperatura de la zona mas fría y reduce la de
la zona más cálida, siempre que el volumen de los cuerpos se
mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de
temperatura baja a otro de temperatura alta si no se realiza
trabajo. La materia esta formada por átomos o moléculas que
están en constante movimiento, por lo tanto tienen energía de
posición o potencial y energía de movimiento o cinética. Los
continuos choques entre los átomos o moléculas transforman
parte de la energía cinética en calor, cambiando la temperatura
del cuerpo.
 COMENTARIO Ó RESUMEN:
En resumen, temperatura y calor son conceptos que en la vida
cotidiana se confunden, pero no son iguales; debido a que la
temperatura es una magnitud física que implica la sensación de
frío o calor al tocar una sustancia; en cambio el calor es la
transferencia de energía entre dos ó mas cuerpos originado por
una diferencia de temperaturas, donde esta transferencia se da de
la zona mayor temperatura a la de menor temperatura, siempre y
cuando el volumen de los cuerpos no se altere. La materia debido
a que está formada por átomos que están en continuo
movimiento tienden a chocarse y debido a eso producen energía
cinética ó potencial gravitatoria si es que están a una determinada
altura con respecto a un punto, cambiando su temperatura.

2. II. DEFINICION DE TRANSFERENCIA DE CALOR:
Es el proceso por el que se intercambia energía en forma de calor
entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo
cuerpo que están a distinta temperatura. Se reconocen tres
formas de transmisión de calor: convección, radiación y
conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar
simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos
predomine sobre los otros dos.
Figura 1.1 Esquema de los mecanismos de transferencia de calor.
 COMENTARIO Ó RESUMEN:
En resumen; la transferencia de calor, como su mismo nombre lo
indica, es el proceso por el cual se transmite energía calorífica
entre distintos cuerpos ó parte de ellos.
Se reconocen tres formas de transmisión de calor: Conducción,
Radiación y Convección. Aunque estos 3 procesos pueden tener
lugar al mismo tiempo, como por ejemplo en la figura 1.1; que se
da el mecanismo de radiación al someterse la sartén a ondas de
calor, también se da el mecanismo de conducción al conducirse
calor por el mango de la sartén y por ultimo se da el mecanismo
de convección debido al movimiento de las partículas del liquido
dentro de la sartén.

3. 1. CONVECCION:
La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y
se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido
(aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes
temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de
fluidos. Éstos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto,
disminuyen su densidad y ascienden desplazando el fluido que se
encuentra en la parte superior y que está a menor temperatura.
Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por
medio de las corrientes ascendente y descendente del fluido.
La transferencia de calor por convección se clasifica, de acuerdo
con la forma de inducir el flujo, en convección libre y convección
forzada. Cuando el movimiento de mezclado tiene lugar
exclusivamente como resultado de la diferencia de densidades
causadas por los gradientes de temperatura, se habla de convección
natural o convección libre. Cuando el movimiento de mezclado es
inducido por algún agente externo, tal como una bomba,un agitador
mecánico o manual, el proceso se conoce como convección
forzada.
 COMENTARIO Ó RESUMEN:
En resumen, la convección se caracteriza porque se produce por
intermedio de fluídos, ya sea aire ó agua, debido a que los átomos
y moléculas son libres de moverse en el medio. Estos fluídos al
calentarse van a tender a aumentar de volumen y a evaporarse
debido a eso disminuirán su densidad y desplazarán al fluído que
se encuentra en la parte superior y a menor temperatura.
La transferencia de calor por convección se clasifica deacuerdo
con la forma de inducir el flujo del fluído, en convección libre;
cuando se da por diferencia de densidades a una temperatura, y
en convección forzada; cuando el movimiento se da por algún
agente externo.

4. A. LEY DE NEWTON:
Un modelo de transferencia de calor
H por convección, llamado ley de
enfriamiento de Newton, es el
siguiente:
q = h A (Tc – T∞)
Donde:
h : Coeficiente de convección, en
Watt/( K)
A: Superficie que entrega calor
: Temperatura de la superficie que entrega calor
: Temperatura del fluido
El flujo de calor por convección es positivo (q > 0) si el calor se
transfiere desde la superficie de área A al fluido (Tc > T∞) y
negativo si el calor se transfiere desde el fluido hacia la superficie
(Tc < T∞).
 COMENTARIO Ó RESUMEN:
Aquí presentamos un modelo de transferencia de calor H por
convección dado por Newton: q = h A (Tc – T∞), cuya fórmula me
va a permitir calcular la energía que se pierde por convección en
cada segundo; donde h: es el coeficiente de convección en
Watt/( K), A: es la superficie que genera el calor, Tc: es la
temperatura de la superficie que entrega calor y T∞: es la
temperatura del fluido, donde estos elementos se ven en la figura
6.5.
El flujo de convección es positivo (q>0) si el calor se emite de la
superficie del área A al fluido de lo contrario será negativo.

5. 2. CONDUCCION:
La conducción es el mecanismo de transferencia de calor en escala
atómica a través de la materia por actividad molecular, por el
choque de unas moléculas con otras, donde las partículas más
energéticas le entregan energía a las menos energéticas,
produciéndose un flujo de calor desde las temperaturas más altas
a las más 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 plásticos se llaman aislantes.
Existe transferencia de calor por conducción en un material
debido a la presencia de diferencias de temperatura dentro del
material. Si bien es frecuente en sólidos, también se puede dar en
líquidos y gases.
 COMENTARIO Ó RESUMEN:
En resumen, La conducción es un proceso por el cual fluye calor
desde una región de alta temperatura a otra de baja temperatura
dentro de un medio (sólido, líquido ó gaseoso) ó sino entre
medios diferentes en contacto físico directo, donde la energía se
transmite por “comunicación molecular directa”, sin
desplazamiento visible de moléculas.
La conducción de calor sólo ocurre si presenta diferencias de
temperatura entre dos partes del medio conductor.
La conducción de calor depende del material por donde fluye el
calor, tal es el caso de los metales que se dice que tienen
conductividad térmica debido a que son buenos conductores de
calor y en el caso de los gases o plásticos de dice que tienen
resistividad térmica debido a que son malos conductores de calor.

6. B. LEY DE FOURIER:
La relación básica para cuantificar la
rapidez del flujo de calor por conducción
fue propuesta, en 1822, por el científico
francés J.B.J. Fourier, quién estableció que
la rapidez del flujo de calor por
conducción ( ) en un material, como:
= -KA
Donde:
K: Conductividad térmica del material (W/mºC), en donde
> >
A: Área de la sección a través del cual fluye el calor por
conducción, medida perpendicularmente a la dirección del flujo de
calor ( )
dT/dx : Gradiente de temperatura en la sección, es decir, la
rapidez de variación de temperatura con respecto a la distancia x
en la dirección del flujo de calor, con T en ºF o ºC y x en metros.
El signo negativo es por convención de signos. Se estableció que la
dirección en que aumenta “x” es la dirección del flujo positivo.
Como, según la segunda ley de la termodinámica, el calor fluye
desde puntos de alta a baja temperatura, el flujo de calor será
positivo cuando el gradiente de temperatura sea negativo.
 COMENTARIO Ó RESUMEN:
Aquí presentamos un modelo, para poder la rapidez del flujo
calorífico en un conductor propuesto en 1822, por el científico
Fourier: = -KA ; donde K: es el coeficiente de conductividad
térmica medida en forma perpendicular al flujo calorífico, A: es la
superficie por donde fluye el calor, T: es la temperatura, x: es la
distancia en la dirección del flujo calorífico y dT/dx: es la rapidez
conforme varía la temperatura con respecto a “x”.
El signo negativo es por convención, ya que depende de la
variación de “x”.

7. 3. RADIACION:
La radiación es un proceso por el cual fluye calor desde un cuerpo
de alta temperatura a un cuerpo de baja temperatura, cuando
éstos están separados por un espacio que incluso puede ser el
vacío.
El término Radiación se aplica generalmente a todas las clases de
fenómenos de ondas electromagnéticas pero en transferencia de
calor únicamente nos interesa los fenómenos que son resultado
de la diferencia de temperatura y por medio de las cuales se
establece un transporte de energía a través de un medio
transparente o a través del espacio. La energía transmitida en esta
forma recibe el nombre de calor radiante.
Todos los cuerpos emiten calor radiante en forma continua. La
intensidad de la emisión depende de la temperatura y de la
naturaleza de la superficie del cuerpo. El calor radiante es emitido
por un cuerpo en forma de paquetes o cuantos de energía.
El movimiento de calor radiante en el espacio es similar al de la
propagación de la luz y puede describirse con la teoría
ondulatoria. Cuando las ondas de radiación encuentran algún otro
objeto, su energía es absorbida cerca de su superficie.
 COMENTARIO Ó RESUMEN:
En resumen, la radiación es el proceso por el cual fluye calor de un
cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura en
todas las direcciones, que se diferencia de la convección y
conducción debido a que no necesita de un medio material para
propagarse. La energía emitida en el transporte de calor recibe el
nombre de calor radiante y se emite en forma de cuantos ó
paquetes de energía.
El movimiento del flujo calorífico en el espacio es parecida al de la
propagación de la luz, debido a eso es posible describirla como un
movimiento ondulatorio.

8. C. LEY DE STEFAN:
Todos los objetos emiten energía radiante, cualquiera sea su
temperatura. Por ejemplo la energía radiada por el Sol a diario
afecta nuestra existencia en diferentes formas. Esta influye en la
temperatura promedio de la tierra, las corrientes oceánicas, la
agricultura, el comportamiento de la lluvia, etc.
La ecuación fundamental que rige la radiación total de un objeto
que absorbe toda la radiación que llega a su superficie fue
descubierta empíricamente por Stefan y deducida teóricamente
por Boltzman es:
dq = σdA
Si se integra esta ecuación entre los límites q = 0 para A = 0 y q =
para A = , se obtiene:
=σ
Donde:
= Área de la superficie del objeto radiado ( )
= Temperatura de la superficie del objeto radiado (K)
σ = constante de Stefan-Boltzmann = 5.67x10-8 W/ ( )
Un cuerpo emite energía radiante con una rapidez dada, pero al
mismo tiempo absorbe radiación; si esto no ocurriera, el cuerpo
en algún momento irradiaría toda su energía y su temperatura
llegaría al cero absoluto. La energía que un cuerpo absorbe
proviene de sus alrededores, los cuales también emiten energía
radiante. Si un cuerpo se encuentra a temperatura T y el ambiente
a una temperatura To, la energía neta ganada o perdida por
segundo como resultado de la radiación es:
H neta = εσA( - )

9. Donde:
ε :Es una propiedad radiactiva de la superficie llamada emisividad,
sus valores varían en el rango 0 < ε < 1, es una medida de la
eficiencia con que la superficie emite energía radiante,
dependiendo del material.
Cuando el cuerpo está en equilibrio con los alrededores, irradia y
absorbe la misma cantidad de energía, por lo tanto su
temperatura permanece constante. Cuando el cuerpo está más
caliente que el ambiente, irradia más energía de la que absorbe, y
por lo tanto se enfría.
Un absorbedor perfecto se llama cuerpo negro, que se define
como un objeto ideal que absorbe toda la radiación que llega a su
superficie y su emisividad es igual a uno.
III. BIBLIOGRAFIA:
 www.slideshare.net
 www.wikipedia.org
 www.monografias.com
 www.udec.cl/~jinzunza/fisica/cap14.pdf