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La transferencia del calor

Escribe Javier R. Cinacchi en
https://www.estudiargratis.com.ar/estudiar-con-lecturas/La-transferencia-del-calor.html
20 abril 2018
(Información cultural útil también para el colegio, o secundaria.)
El calor se traslada de un objeto de mayor temperatura a uno de menor. Si se saca algo de la heladera a una temperatura inferior del ambiente, y se coloca arriba de la mesa, esta perderá el frío, si el ambiente tiene una mayor temperatura cálida. Pero si se hace lo mismo en la Antártida, sacando algo de la heladera de adentro de una casa aclimatada y se lo deja afuera, digamos una gaseosa. Esta gaseosa como afuera hay una mayor baja temperatura, se congelará tal botella haciéndose hielo, bajando aún más la temperatura de la que tenía en la heladera.

¿Qué son las heladeras?

Son artefactos con un motor y un gas que circula en un circuito cerrado dentro de la heladera (circuito frigorífico), el motor hace pasar el gas refrigerante por el circuito de la heladera, y este gas, en el congelador enfría (Evaporador), y en el Condensador lo que tienen atrás las heladeras, calienta, esto se debe a la diferencia de presión que genera el motor (Compresor) entre el Evaporador y el Condensador. En un circuito frigorífico en el Evaporador el líquido refrigerante se convierte en gas absorbiendo calor, y en el Condensador lo transforma en líquido bajando su temperatura y liberando calor. En un aire acondicionado, según la parte que se tenga dentro de la casa, este aire acondicionado enfriará o calentará; por ello de un aire acondicionado que tenga un circuito frigorífico tanto para calor como frío, se invierten según necesidad el Condensador o Evaporador, pasando a funcionar un mismo elemento como Condensador o Evaporador según el caso; y obviamente posee dos de estos elementos, ya que un circuito frigorífico necesita siempre de Evaporador y Condensador.

¿Cómo se transfiere el calor?

Hay tres formas: conducción, radiación y convección.

La conducción:

La transferencia de temperatura aquí se produce entre los cuerpos. Por ejemplo en el Condensador, el gas caliente pasa por adentro de un caño, y este caño (serpentín) esta soldado a unas chapitas que disipan el calor, enfriando el gas de adentro del caño por conducción. Un ejemplo más fácil sería una cuchara dentro de una olla en el fuego, el mango de esta se calienta por su contacto con el contenido de la olla. Sin embargo cada material tiene un coeficiente de transmisión de temperatura distinto, por ello en una cuchara, el mango suele ser de madera, porque la madera aísla más que el metal.

Radiación:

Es la transferencia de la temperatura entre cuerpos que no están directamente en contacto, así estén separados por aire o por vacío. En un termo común de vidrio, hay formada por el vidrio una pared interna y una externa, y dentro de ambas vacío para impedir que el calor o frío pase desde el interior al exterior durante el mayor tiempo posible. En el vacío es más difícil la trasferencia de temperatura ya que no se transmite por conducción ni convección. Si se rompe ese vacío en el termo, este ya no conservará bien la temperatura de su interior. Sin embargo el vacío no es un aislante total de la temperatura. Por ello nos llega calor del sol. El calor que viene del sol es un calor producido por radiación.

Convección:

Es la transferencia de temperatura mediante un flujo de materia como ser la del aire, o agua. En un aire acondicionado se calienta o enfría aire que se expulsa de este para generar un flujo de aire que aclimate una casa, y en tal casa se cierran las puertas y ventanas (sin exagerar sino se provoca muerte por asfixia), para que el flujo de aire proveniente de afuera no interfiera en la climatización de adentro. El aire caliente sube, si colocamos un fósforo sobre el calor proveniente de una vela sin tocar su llama, y lo suficientemente cercano antes de que el calor se disipe, el fósforo se prenderá por convección.

Conductores y aislantes de calor.

El telgopor es mal conductor del calor, por ello se suele vender el helado dentro de un recipiente de telgopor, asimismo un termo económico puede estar fabricado por telgopor. En una heladera, la puerta tiene que cerrar bien, por dos motivos, en toda la heladera, en sus paredes hay un material aislante de temperatura, y además se intenta que un flujo de aire por la puerta abierta no le reste capacidad: el aire frio baja, y el caliente sube. Una estufa no se coloca debajo de una ventana, porque el vidrio transmite más temperatura que la pared, entonces se perdería potencia de calefacción al colocar un radiador de calor debajo de una ventana. Sin embargo si colocamos dos vidrios separados por aire en el medio, ese aire, favorece a que entre ambos vidrios haya menos transferencia de temperatura, no solo de temperatura, sino también de ruido, esto es utilizado en las ventanitas de los aviones. Pero en estos últimos, hay tres paneles de vidrios de los cuales el del medio tiene un pequeño orificio para equiparar presiones, por seguridad, y también para evitar que el vidrio se empañe. El vidrio del lado de afuera del avión obviamente no tienen ningún orificio y resiste la presión externa.