El cambio de energía entre dos sistemas (cuerpos) debido a sus diferentes temperaturas se llama transferencia de calor. La transferencia de calor de uno a otro cuerpo tiene lugar de manera espontánea, desde el más cálido (temperatura más alta) al cuerpo más frío (temperatura más baja). Si no hay otras causas, el estado de los sistemas observados cambiará hasta que se establezca el equilibrio térmico. En principio, existen tres modos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación..
La conducción de calor es una forma de movimiento de calor que es característica de los materiales sólidos, aunque también aparece (pero con una intensidad despreciable) en los fluidos. Esto significa que la conducción es un proceso de transferencia de calor a través de un medio sin transporte de masa. Cuando hay una diferencia de temperatura entre las diferentes partes de un sistema, se produce una transferencia de calor a través de la cual la energía pasa desde el área (cuerpo) con una temperatura más alta al área con el rango de temperatura más bajo. La energía se transmite de partícula a partícula, es decir, el calor se mueve de un extremo al otro, mientras que la sustancia (sistema, cuerpo) está inactiva. La conducción se lleva a cabo en cuerpos duros no conductores homogéneos, y se realiza transmitiendo el calor de una partícula a otra, sin ningún movimiento aparente. Del mismo modo, lo mismo sucede en un cuerpo homogéneo y translúcido, como el vidrio y el cuarzo, mientras que parte del calor también se lleva a cabo con radiación. De acuerdo con la teoría de la cinética molecular, este método de transmisión de calor se realiza por colisión de moléculas. Las moléculas en el cuerpo más cálido tienen mayor velocidad, y cuando se combinan, su velocidad (temperatura) disminuye, mientras que las moléculas más lentas (más frías) se vuelven más rápidas. La característica del material que significa la intensidad del movimiento de calor a través del material se llama coeficiente de conductividad térmica - λ (W / m ° C) y es una medida de qué tan buen conductor de calor es un material y afecta la transferencia de calor velocidad. La cantidad de calor Q que pasará por conducción a través de la placa homogénea se puede calcular de acuerdo con la siguiente fórmula:
La convección es una transferencia de calor que se hace circulando o moviendo las partículas calientes a un espacio más frío. Este es otro concepto intuitivo porque sabemos que el aire caliente o el agua aumentan. Con la circunferencia, las partículas más frías se desplazan (intercambian) con las más cálidas. Las partículas frías se calientan y el proceso continúa produciendo un flujo de convección. La transferencia por convección se produce entre las paredes exteriores del cuerpo y el entorno, así como entre las paredes internas y el cuerpo y el entorno interior. En caso de convección, la transferencia de calor tiene lugar a lo largo del límite del cuerpo sólido y el fluido que lo rodea. Este tipo de transferencia de calor ocurre solo si el fluido se está moviendo. El curso del movimiento de calor depende de la temperatura del cuerpo sólido y del fluido que se mueve alrededor de ese cuerpo. Cuando el movimiento del fluido es causado, por ejemplo, por un mezclador o una bomba con un ventilador, la convección es forzada. De lo contrario es natural. La cantidad de calor transmitido en la unidad de tiempo a través de un área Fz (flujo térmico) se determina sobre la base de la expresión: dónde:
coeficiente de transferencia de calor por convección, t¹, t² temperatura de los fluidos y del cuerpo, F² - la superficie del cuerpo cubierta por el fluido.
El proceso de convección en fluidos se sigue siempre con la transferencia de calor a través de la conducción, porque las partículas siempre entran en contacto directo entre sí..
La conducción es un mecanismo de transferencia de calor a través de materiales sólidos. La conducción como un proceso representa un intercambio de energía cinética de las moléculas en sus mutuas colisiones. En la colisión de moléculas, la energía cinética se intercambia, por lo que las moléculas más rápidas que tienen mayor energía cinética y mayor calor dan parte del calor a las moléculas más lentas que tienen un nivel de calor más bajo. La convección es un mecanismo de transferencia de calor indirecto. Dependiendo de la temperatura del cuerpo sólido y del fluido, uno de ellos dará (más cálido), y el otro (más frío) recibirá energía térmica. Cuanto mayor es la velocidad de movimiento del fluido, mayor es la convección..
La conducción se produce debido a la diferencia de audición, mientras que hay diferencia de densidad en caso de convección.
La conducción ocurre solo en sólidos (transferencia directa de energía). La convección se produce por el flujo de energía en los fluidos..