Transferencia de calor:
En física: 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. El calor se transfiere mediante convección, radiación o
conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente,
puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por
ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa
fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un
quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la tierra recibe calor
del Sol casi exclusivamente por radiación.
Conducción:
En los sólidos, la única forma de transferencia de
calor es la conducción. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de
forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más
frío por conducción. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la
conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte,
al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando
existe una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por qué los
buenos conductores eléctricos también tienden a ser buenos conductores del
calor. En 1822, el matemático francés Joseph Fourier dio una
expresión matemática precisa que hoy se conoce como ley de
Fourier de la conducción del calor. Esta ley afirma que
la velocidad de conducción de calor a través de un cuerpo por unidad
de sección transversal es proporcional al gradiente de temperatura que existe
en el cuerpo (con el signo cambiado).
Convección:
Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o
un gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido.
Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso
llamado convección. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se
calienta un líquido o un gas, su densidad (masa por unidad
de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo
gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el
fluido más frío y más denso desciende. Este tipo de movimiento, debido
exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina
convección natural. La convección forzada se logra sometiendo el fluido a un
gradiente de presiones, con lo que se fuerza su movimiento de acuerdo
a las leyes de la mecánica de fluidos.
Radiación:
La
radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la
convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en
contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío. La radiación es un
término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos
relacionados con ondas electromagnéticas. Algunos fenómenos de la
radiación pueden describirse mediante la teoría de ondas, pero la única explicación
general satisfactoria de la radiación electromagnética es la teoría cuántica.
En 1905, Albert Einstein sugirió que la radiación presenta a veces
un comportamiento cuantizado: en el efecto fotoeléctrico, la
radiación se comporta como minúsculos proyectiles llamados fotones y no como
ondas. La naturaleza cuántica de la energía radiante se había
postulado antes de la aparición del artículo de Einstein, y en 1900 el físico
alemán Max Planck empleó la teoría cuántica y el formalismo matemático de
la mecánica estadística para derivar una ley fundamental de la
radiación. La expresión matemática de esta ley,
llamada distribución de Planck, relaciona la intensidad de la energía
radiante que emite un cuerpo en una longitud de onda determinada con la
temperatura del cuerpo. Para cada temperatura y cada longitud de onda existe un
máximo de energía radiante. Sólo un cuerpo ideal (cuerpo negro) emite radiación
ajustándose exactamente a la ley de Planck. Los cuerpos reales emiten con una
intensidad algo menor.
Nelson Díaz Tapia
Aislamiento
térmico:
Es la capacidad de los
materiales para oponerse al paso del calor por conducción. Se
evalúa por la resistencia térmica que tienen. La medida de la resistencia
térmica o, lo que es lo mismo, de la capacidad de aislar térmicamente
La resistencia térmica es inversamente proporcional
a la conductividad térmica.
Todos los materiales oponen resistencia, en mayor o
menor medida, al paso del calor a través de ellos. Algunos, muy escasa, como
los metales, por lo que se dice de ellos que son buenos conductores; los materiales
de construcción (yesos, ladrillos, morteros) tienen una resistencia
media. Aquellos materiales que ofrecen una resistencia alta, se
llaman aislantes térmicos específicos o, más
sencillamente, aislantes térmicos.
Ejemplos de estos aislantes térmicos específicos
pueden ser las lanas minerales (lana de roca y lana de vidrio), las
espumas plásticas derivadas del petróleo (EPS, Poliestireno
expandido, Polietileno expandido, PUR, Poliuretano expandido),
reciclados como los aislantes celulósicos a partir de papel usado y la lana de
oveja, vegetales (paja, virutas madera, fardos de paja, corcho natural, etc.);
entre otros .
Cuando se produce un "agujero" en el
aislamiento, producido por un material muy conductor o un agujero físico, se
habla de un puente térmico.
Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_t%C3%A9rmico
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