conduccion termica o simplemente la conducción es un proceso de transferencia de calor que ocurre dentro de los sólidos, debido a un diferenciaentemperatura. Al conducir, el Energía térmica se transfiere entre el átomos y moléculas de un sólido sin la transferencia de materia, hasta la condición de equilibrio termal.
Este fenómeno ocurre en todas las sustancias, independientemente de su estado fisico, a pesar de másfrecuenteensólidos. Esto sucede porque, en estado sólido, la posición fija de los átomos, que están dispuestos en una red cristalina, favorece el intercambio de energía entre átomos debido a la frecuencia con la que se producen las colisiones entre estos partículas.
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¿Cómo ocurre la conducción térmica?
El proceso de conduciendotérmico se caracteriza por la interacción entre átomos de muchas diferentestemperaturas. Cuando calentamos un cuerpo, sus átomos comienzan a oscilar con mayor amplitud. Esos átomos más agitados transferir parte de su energía cinética a los átomos vecinos por colisiones y vibraciones, de esta manera se ralentizan, mientras que el menosagitadoganarvelocidad. A través de este mecanismo, el calor se transfiere gradualmente desde las regiones de temperatura más alta hacia las regiones de temperatura más baja, hasta que todo el sistema está a la misma temperatura.
nosotros gases, por ejemplo, la transferencia de calor por conducción se produce exclusivamente a través de colisiones entre átomos. nosotros sólidos no metálicos, la conducción térmica se produce a través de vibraciones a lo largo de la red cristalina del material. nosotros sólidos metálicos - los mejores conductores de calor - la conducción se produce tanto por la propagación de vibraciones en la red cristalina como por el movimiento caótico de los electrones libres.
Aisladores y conductores térmicos
Los diferentes estados de la materia transmiten calor a través de diferentes mecanismos. Los materiales llamados conductores, por ejemplo, son aquellos capaces de transferir calor con grandes facilidad - es el caso de la mayoría rieles. Los materiales aisladores, a su vez, son las que dificultan el paso del calor, como las poliestireno, a goma, La madera etc.
Diferencias entre conducción, convección y radiación.
Conduciendo, convección y radiación son las tres formas diferentes de propagación de la calor. El punto común entre estos tres procesos es que debe haber un diferenciaentemperatura entre diferentes cuerpos o en diferentes puntos del mismo cuerpo.
LA conduciendo, como se ha dicho, se produce por contacto directo entre moléculas, que al chocar transfieren energía cinética a sus moléculas vecinas. En este tipo de transferencia de calor, no hay transporte de materia. La convección, a su vez, ocurre exclusivamente en fluidos y, así como en conduciendo, solo ocurre en los medios materiales. La diferencia entre conducción y convección es que, en la convección, hay transporteenpasta por corrientes convectivas. LA radiación y el transferirencalor por ondas electromagnéticasPor lo tanto, este proceso de transferencia de calor puede tener lugar al vacío.
Flujo de calor o ley de Fourier
La cantidad de calor que se transfiere entre dos puntos dentro de los cuerpos, cada segundo, se llama flujoencalor. Este concepto se refiere a la rapidez con la que se transfiere el calor dentro de un cuerpo. Algunos materiales tienen una gran capacidad para transferencia de calorPor tanto, decimos que son buenos conductores del calor, ya que son capaces de disiparlo más rápidamente.
O flujoencalor, que se define en función de una constante k, se mide en vatios (W), según la Sistema Internacional de Unidades, pero también se puede medir en caloríasporsegundo. Este flujo de energía es proporcional à diferenciaentemperatura entre dos puntos de un cuerpo y corresponde a la cantidad de energía que fluye, en forma de calor, a cada metro cuadrado de superficie, durante el período de tiempo de un segundo.
LA fórmula utilizado para calcular la conducción térmica, también conocido como fórmula de flujo de calor o LeyenFourier es como sigue:
Φ - flujo de calor (cal / so W)
Q - calor (lima o J)
t - intervalos de tiempo)
A - área (m² o cm²)
T2 y T1 - temperatura de los puntos 1 y 2 (K o ºC)
k - coeficiente de conductividad térmica (J / s.m. K o cal / s.cm.ºC)
O coeficiente de conductividad térmica (k) determina si un cuerpo es un buen conductor de calor o no. Este coeficiente se relaciona con un gran número de propiedades de la materia, como la temperatura,Expresarfísico,pureza,densidad etc. Además, la fórmula muestra que la cantidad de calor Q fluyendo a través de un área LA, durante un período de tiempo t, es proporcional a la diferencia de temperatura (T2 - T1) entre las dos caras de esta área y también inversamenteproporcional al espesor y, que los separa. Observe el siguiente diagrama, que muestra la conducción térmica en un medio sólido, de acuerdo con las variables presentadas:
Ejercicios de conducción térmica
Pregunta 1) Durante un día soleado, una gran cantidad de calor, alrededor de 180 cal, atraviesa las ventanas de un vehículo que ha estado estacionado al aire libre durante un período de 15 minutos. Determine el flujo de calor a través de las ventanas de este vehículo en esta situación.
a) 10,000 cal / s
b) 2000 cal / s
c) 50 cal / s
d) 300 cal / s
e) 500 cal / s
Plantilla: Letra b
Resolución:
Para resolver el ejercicio, simplemente calcule la cantidad de calor que pasa por las ventanas del vehículo cada segundo. Mirar:
Según el cálculo, unas 2000 calorías pasan por las ventanillas del vehículo cada segundo, por lo que la alternativa correcta es la letra B.
Pregunta 2) Marque la alternativa donde solo ocurre la conducción de calor:
a) Mezcla de agua caliente con agua fría.
b) Papel quemado por la luz solar, concentrado por una lupa.
c) Plancha quemándose una camisa.
d) Cocción de una verdura con vapor de agua.
Plantilla: Letra C
Resolución:
Entre los procesos enumerados, el primero es una transferencia de calor por convección; luego tenemos radiación, en la letra B; conducir, en la letra C; finalmente, en la última alternativa, convección nuevamente. Por tanto, la alternativa correcta es la letra C.
Por M.e Rafael Helerbrock
Profesor de física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-termica.htm