Transferencia de calor: la ciencia detrás del control de temperatura

¿Qué es la transferencia de calor? Es la transferencia térmica o transmisión de calor al fenómeno físico que consiste en el traspaso de energía calórica de un medio a otro. Esto ocurre cuando dos sistemas que se encuentran a distintas temperaturas se ponen en contacto, permitiendo el flujo de la energía del punto de mayor temperatura al de menor, hasta alcanzar un equilibrio térmico, en el que se igualan las temperaturas.

El proceso de la transferencia de calor (no se puede frenar aunque se puede desacelerar, empleando barreras y aislantes, pero siempre que exista una diferencia de calor en el universo, el calor tenderá a transferirse a través de los medios disponibles. Dependiendo de ellos, dicha transferencia podrá darse por tres modos: conducción, convección y radiación.

Conducción: La conducción del calor suele utilizarse para la cocción de alimentos Se llama conducción a la transferencia de calor mediante el contacto directo de las partículas de un material con las de otro, sin transferir materia entre los cuerpos. Ocurre en todos los estados de agregación: sólido, líquido o gaseoso, aunque en estos dos últimos suele preferirse la convección.

Un ejemplo sencillo se ve en una cocina eléctrica: la hornilla se calienta por efecto de las resistencias eléctricas y ese calor es transferido por conducción a la sartén que colocamos sobre ella y, a su vez, la sartén hará lo mismo con los alimentos que cocinamos.

Convección: Si se mezclan dos líquidos, el de mayor temperatura le transfiere calor al otro. La convección es semejante a la conducción, excepto que ocurre en los casos en que un fluido recibe calor y se mueve para transmitirlo dentro de un espacio donde está contenido. La convección es el transporte de calor por medio del movimiento de un fluido, sea gaseoso o líquido.

Un ejemplo de ello ocurre cuando calentamos agua en un recipiente, el calor transferido por conducción del recipiente al líquido calentará las porciones que estén en contacto directo con él, que ascenderán y forzarán a otras porciones frías del líquido a ocupar su lugar, calentándose así uniformemente el agua.

Radiación: El último tipo de transferencia de calor es también el único que puede darse en ausencia de contacto y, por ende, también de un medio físico, o sea, en el vacío. Esto se debe a que su origen está en el movimiento térmico de las partículas cargadas de la materia, que desencadena la emisión de partículas electromagnéticas, es decir, de radiación térmica, siendo su intensidad dependiente de su temperatura y la longitud de onda de la radiación considerada.

A diario observamos el mejor ejemplo de radiación térmica: el Sol. A pesar de hallarse a 149,6 millones de kilómetros de nuestro planeta, la temperatura del Sol es tan alta que irradia hacia el espacio enormes cantidades de luz y de calor.

 ¡Observemos juntos el siguiente experimento!