MECANISMOS DE TRANSPORTE 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 se transfiere mediante conveccin, radiacin o conduccin. 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.

CONDUCCIONEn 1822, el matemtico francs Joseph Fourier dio una expresin matemtica precisa que hoy se conoce comoleyde Fourier de la conduccin del calor.Fourier indica que potencia calorfica que se transfiere por conduccin qk es proporcional al gradiente de temperatura y rea a travs de la cual se transfiere el calor.

K = es la constante de proporcionalidad llamada conductividad trmica y refleja las propiedades conductoras del material.(-) = el signo negativo indica que cuando la temperatura aumenta con la posicin, el calor fluye hacia regiones de menor temperatura.

Los materiales de baja densidad como la espuma de plstico tambin son buenos aislantes. Los aislantes son una parte importante de la transferencia de calor por conduccin porque su colocacin evita que el calor de la energa se mueva en determinadas direcciones.

Gases: Si una molcula se desplaza de una regin de temperatura elevada a otra de temperatura inferior, transporta energa cintica a esa regin y la cede al chocar con molculas de baja energa. La conductividad trmica aumenta aproximadamente segn la raz cuadrada de la temperatura absoluta y es independiente de la presin por lo menos hasta algunas atmsferas. Sin embargo, a presin muy baja (vaco) la conductividad trmica tiende a cero.Lquidos: El mecanismo fsico de conduccin de energa en los lquidos es bastante similar al de los gases, ya que las molculas de energa ms alta chocan con las de energa menor. Sin embargo, las molculas de los lquidos estn mucho ms juntas entre s y los campos de fuerza moleculares ejercen un efecto considerable sobre el intercambio de energa.La conductividad trmica de los lquidos vara de manera moderada con la temperatura, variacin que casi siempre puede expresarse con una funcin lineal,k=a+bTdonde a y b son constantes empricas. Las conductividades trmicas de los lquidos son esencial- mente independientes de la presin.Solidos: Las conductividades trmicas de los slidos homogneos son muy variables. Los slidos metlicos como el cobre y el aluminio tienen valores muy elevados, mientras que algunos materiales aislantes no metlicos, del tipo de la lana mineral y el corcho, tienen conductividades muy bajas.La conduccin de calor o energa a travs de los slidos se verifica mediante dos mecanismos. En el primero, que se aplica principalmente a los slidos metlicos, el calor, al igual que la electricidad, es conducido por los electrones libres que se mueven en la red estructural del metal.

EJEMPLOEl agua calentada en una olla de presin asciende desde la parte inferior de la olla mientras la fra desciende.Si sostenemos un cubito de hielo en nuestra mano sentimos la sensacin de fro que nos indica que ahora el calor es conducido desde nuestro cuerpo al cubito, que se nos derrite entre los dedos.Tengo una barra metlica con un extremo a 80C y otro a temperatura ambiente, si no tengo ninguna otra influencia externa y el extremo caliente se mantiene a 80C, habr una transferencia de calor por conduccin desde el extremo caliente hacia el fro incrementando la temperatura de este ltimo.El calor fluye desde el objeto que est a mayor temperatura hasta el que la tiene menor. La conduccin contina hasta que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura (equilibrio trmico).

CONVECCIONLa conveccin es el proceso de transferencia de calor que interviene cuando entran en contacto un fluido y un slido. El fluido puede moverse sobre la superficie impulsado por una fuerza externa (por ejemplo un ventilador) en cuyo caso se trata de una conveccin forzada, o puede simplemente alejarse de la superficie impulsado por una diferencia de presiones, en cuyo caso se trata de la conveccin natural.Solo se produce en lquidos y gases donde los tomos y molculas son libres de moverse en el medio. El coeficiente h es una funcin de la geometra del sistema, de las propiedades del fluido, de la velocidad del flujo y de la diferencia de temperaturas. En muchos casos existen correlaciones empricas para predecir este coeficiente, pues es muy comn que no pueda determinarse por medios tericos. Puesto que sabemos que cuando un fluido fluye por una superficie hay una capa delgada casi estacionaria adyacente a la pared que presenta la mayor parte de la resistencia a la transferencia de calor, a menudo h se llama coeficiente de pelculaEn la naturaleza, la mayor parte del calor ganado por la atmosfera por conduccin y radiacin cerca de la superficie, es transportado a otras capas o niveles de la atmosfera por conveccin. Un modelo de transferencia de calor H por conveccin, llamado ley de enfriamiento de Newton, es:H= hA(TA T) h= coeficiente de conveccin en W(m^2K)A= es la superficie que entrega calor con una temperatura TA al fluido adyacente, que se encuentra a una temperatura T.

La conveccin tiene que ver con el flujo de un fluido que lleva calor.El flujo de calor por conveccin es positivo (H>0) si el calor se transfiere desde la superficie de rea A al fluido (TA >T) y negativo si el calor se transfiere desde el fluido hacia la superficie (TA < T).Conveccin Forzada: a travs de un ventilador (aire) o bomba (agua) se mueve el fluido a travs de una zona caliente y ste transporta el calor haca la zona fra.

EJEMPLOAlgunos ejemplos incluyen soplar tus manos en el invierno para calentarlas y calentar algo por fuego. Ya que el fuego es un gas caliente, lleva calor con l y despus lo transfiere por conduccin a objetos que hacen contacto con l. La prevencin de conveccin es la base de usar varias capas de ropa en el invierno para mantenerte caliente.

RADIACINEn la radiacin a diferencia de la conveccin y la conduccin no se necesita un medio fsico para transferirse, pues o hace a travs del espacio por medio de ondas de manera similar a las ondas electromagnticas que propagan y transfieren la luz. La transferencia radiante de calor se rige por las mismas leyes que dictan el comportamiento de la transferencia de luz. Los slidos y los lquidos tienden a absorber la radiacin que est siendo transferida a travs de ellos, por lo que la radiacin es ms importante en la trasferencia a travs del espacio o de gases. El ejemplo de radiacin ms ilustrativo es el transporte de calor del Sol a la TierraLa radiacin electromagntica recibe diferentes nombres, y varia desde los energticos rayos gamma, frecuencias muy altas, hasta las ondas de radio, frecuencias muy bajas. La luz, llamada tambin luz visible o luz blanca, es uno de los componentes del espectro electromagntico, y se define como aquella parte del espectro de radiacin que puede percibir la sensibilidad del ojo humano.

La radiacin es el calor emitido por un cuerpo debido a su temperatura, en este caso no existe contacto entre los cuerpos, ni fluidos intermedios que transporten el calor. Simplemente por existir un cuerpo A (slido o lquido) a una temperatura mayor que un cuerpo B existir una transferencia de calor por radiacin de A a B.Para que este fenmeno se perciba es necesarioun cuerpo a una temperatura bastante elevadaya que la transferencia trmica en este caso depende de la diferencia de temperaturas a la cuarta potencia: Ta4-Tb4.EJEMPLOSi se deja el carro parqueado en la playa un da no muy caluroso, al volver se puede notar que si se toca el cap del carro se siente caliente. En este caso aunque el sol se encuentra a bastante distancia del carro, su temperatura absoluta es tan alta que hace que la transferencia por radiacin sea muy importante. Aqu no tiene apenas influencia que el aire ambiente est caliente ya que si hubiera dejado el carro a la sombra esto no ocurrira.

Cuando la luz del sol entra por una ventana, el vidrio es transparente a la luz visible. La luz golpea los objetos que estn dentro, calentndolos. Por lo tanto, los objetos re-irradian energa calorfica, pero a una energa mucho ms baja de longitud de onda, es decir, infrarroja. La infrarroja no se escapa a travs del vidrio, el cual es opaco a esta luz.BIBLIOGRAFIA http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34475/1/Mecanismos%20de%20transmisi%C3%B3n%20de%20calor%20(CONDUCCION,%20CONVECCION,%20RADIACION).pdf http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Calor/Transmision.htm#ejemplos http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Calor/Transmision.htm#ejemplos http://nergiza.com/radiacion-conduccion-y-conveccion-tres-formas-de-transferencia-de-calor/ http://www.fing.edu.uy/~skahan/tranferenciacalor.pdf http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml C.J Geankoplis PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS. Capitulo 4. Pag 25