transferencia de calor

1. La propagación del calor
¿Cómo se propaga el
FUENTE DEL AUTOR
calor?
¿Qué ocurre con los
átomos cuando un
cuerpo cede o absorbe
calor?

2. ¿Qué es el
calor?
Es la energía que pasa de un cuerpo que
tiene mayor temperatura a uno que tiene
menor temperatura.
Por ejemplo, en la imagen que se muestra,
hay calor viajando del cuerpo A al B.
40 °C 20 °C
Calor
A B
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3. ¿Qué es el
calor?
En el dibujo que se muestra aquí, no hay
calor viajando del cuerpo A al B, pues ambos
cuerpos están a la misma temperatura.
20 °C 20 °C
A B FUENTE DEL AUTOR

4. ¿Qué es el
calor? En este caso, hay calor del fuego de la cocina
a la tetera y al agua que ésta contiene.
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5. ¿Qué es el
calor?
Esta estufa entrega calor a los objetos que le
rodean: el aire, suelo, muebles y a mí.
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6. ¿Cómo llega el
calor a la Tierra?
El Sol entrega calor a la Tierra y a todo lo que
está en ella: las rocas, el aire, el agua de los
océanos y hielos, a las plantas y animales.
¿Sabías que no es nada bueno exponerse al
sol durante mucho tiempo cuando la radiación
ultravioleta (UV) está con índices altos?
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7. ¿De qué formas se propaga el calor?
De tres maneras:
1) por conducción
2) por convección
3) por radiación.
Muchas veces ocurren juntas.
Pero:
1) la conducción ocurre principalmente en los
sólidos.
2) la convección se produce en líquidos y
gases.
3) la radiación se produce por el movimiento
de ondas electromagnéticas en el vacío o
por un medio.
Empecemos por estudiar la propagación por conducción.
¿Cómo la podríamos estudiar experimentalmente?
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8. Supongamos que queremos saber qué
tan buen conductor del calor es el cobre
Con una vela encendida, coloca en un alambre de cobre, gotitas
cada 2 centímetros y fija en ellas un clip para papeles (fíjate en la
animación).
Después invierte el alambre y calienta uno de sus extremos.
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9. Supongamos que queremos saber cuan
buen conductor del calor es el cobre
El calor se propaga en este sentido:
Después de un tiempo los clips empezarán a caer. ¿En qué orden
caerán? ¿Por qué caen y en ese orden? Ten cuidado para no
quemarte. El calor aquí se propaga por conducción.
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10. ¿Cómo ver la propagación del
calor por convección?
Papelitos
picados
Coloca agua en un vaso precipitado, vierte en él unos cuantos papelitos pequeños
y observa lo que ocurre mientras calientas el agua. Ten cuidado para no quemarte.
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11. ¿Cómo ver la propagación del
calor por convección?
Los papelitos muestran que el agua se mueve. El agua más caliente sube y la más
fría baja, distribuyendo así el calor a todo el líquido. Esto es lo que conocemos
Esta es una de las principales razones que explican las corrientes marinas y los
vientos. Recuerda que el planeta es frío en los polos y cálido en el ecuador.
como convección.
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12. Aquí hay calor, pues los dos objetos
están en contacto.
40 °C 20 °C
Calor
A B
40 °C 20 °C
Calor
A B
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¿Pero qué pasa si los dos cuerpos
están separados y entre ellos no
Similar es la radiación. Es la manera en que nos llega
calor desde el Sol.
hay nada, solo vacío?

13. ¿Cómo saber que material es mejor
conductor del calor?
El calor se propaga en este sentido:
En este experimento estamos usando cobre. Los resultados del
tiempo entre la caída de un clip y otro es de 2,5 segundos y….
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Cobre
2,5 s 2,5 s 2,5 s 2,5 s 2,5 s 2,5 s

14. ¿Cómo saber que material es mejor
conductor del calor que otro?
El calor se propaga en este sentido:
…al repetirlo con hierro en vez de cobre. Los resultados del tiempo
de caída de los clips es de 3 segundos. Entonces, ¿quién conduce
mejor el calor?
Hay materiales, como el vidrio, plumavit, plástico y otros…
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Hierro
3 s 3 s 3 s 3 s 3 s 3 s
…que conducen muy mal el calor. Estos materiales se denominan
aislantes térmicos. Muchos de estos aislante térmicos (madera,
teflón, etc.) se utilizan en las azas de las ollas y otros utencilios de la
cocina.

15. ¿En qué casos sirven los
aislantes del calor?
Aquí hay
aislantes
térmicos
Claro, los termos para mantener la temperatura de los alimentos
tienen en su interior un material aislante (conduce mal el calor).
También se ocupan aislantes térmicos en los techos y muros de las
casas para mantener la temperatura de la casa, útil tanto en
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verano como en invierno.

16. ¿Cómo se explica la propagación del
calor?
La explicación está en la estructura de la
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materia: los átomos.
Representación
simplificada de un átomo
vibrando por agitación
térmica

17. ¿Cómo el modelo atómico explica la
propagación del calor por conducción?
Aquí se ilustra un material sólido y sus átomos vibrando, cuando su
temperatura es 20 ° C. ¿Qué ocurrirá si se aumenta la temperatura del
FUENTE DEL AUTOR
material?
Átomos
20ºC

18. ¿Cómo el modelo atómico explica la
propagación del calor por conducción?
FUENTE DEL AUTOR
200ºC
Si aumentamos la temperatura del material, los átomos vibran más
rápido y se mueven más.

19. ¿Cómo el modelo atómico explica la
propagación del calor por conducción?
¿Qué pasará en el material si uno de sus lados está a mayor
FUENTE DEL AUTOR
temperatura que el otro?
Los átomos que vibran más rápido transfieren energía a los más lentos.
En el sentido que se indica es cómo se propaga el calor.

20. ¿Cómo el modelo atómico explica la
propagación del calor por conducción?
Después de cierto tiempo, el material alcanzará la temperatura de
equilibrio y ya no habrá calor, todas las partículas tendrán la misma
energía térmica. La propagación del calor por conducción es
consecuencia de la interacción directa entre los átomos.
FUENTE DEL AUTOR

21. FUENTE DEL AUTOR
¿Cómo el modelo atómico explica la
propagación del calor por convección?
Los átomos (o moléculas)
en líquidos y gases pueden
moverse con mayor
libertad. Su movimiento es
en corrientes desde las
zonas más calientes a las
más frías.
Esas corrientes reparten el
calor por convección en
líquidos y gases.

22. ¿Cómo se explica la propagación
del calor por radiación?
La Cuando radiación te expones infrarroja al que Sol y llega sientes del su Sol calor, calienta
no
el es suelo por y la las luz aguas visible. superficiales El calor del de sol la es Tierra.
por
Por conducción el suelo y las aguas calientan el
aire y ahí el calor se propaga por convección,
Los átomos no solo absorben o emiten luz.
También lo hacen con otros tipos de radiación:
el ultravioleta, radiación el infrarrojo, infrarroja.
los rayos X, etc.,
La radiación térmica también la puedes ver en
invisibles, pero reales.
algunos tipos produciendo de estufas vientos.
y calentadores.
El infrarrojo es el responsable del calor. FUENTE DEL AUTOR

23. ¿Explicará el modelo atómico la emisión y la
absorción de calor por parte de la materia?
Cuando llega radiación infrarroja a un átomo con
energía adecuada, uno o más electrones saltan a un
orbital más externo. Cuando esto sucede, el átomo
absorbe la energía radiante. Observa la animación
cuidadosamente.
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24. ¿Explicará el modelo atómico la emisión y la
absorción de calor por parte de la materia?
Como puedes ver, la emisión y la absorción de la
radiación infrarroja la misma que con la luz visible.
Hay muchos tipos de radiación y con todas ocurre
Cuando en un átomo uno o más electrones tienen
cabida en un orbital inferior, bajan a él y el átomo
emite energía. Ella puede ser radiación infrarroja.
lo Observa mismo, la pues animación en esencia cuidadosamente.
son lo mismo
FUENTE DEL AUTOR

25. Referencias Web
1) https://www.youtube.com/watch?v=28pbgrHc9kk
2) https://www.youtube.com/watch?v=5pGcGeHKkWc
3) https://www.youtube.com/watch?v=OHLMqf5laFA
4) https://www.youtube.com/watch?v=qoir7cXBAY4
5) https://www.youtube.com/watch?v=NRJX36W0yRU
6) https://www.youtube.com/watch?v=-IYqFZk2Jac
7) http://enciclopedia.us.es/index.php/Propagaci%C3%B3n_del_calor
8) http://www.experimentosnuevos.com/2011/07/propagacion-del-calor-por-conduccion/

26. Todas las imágenes bajo licencia common creatives