La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la Segunda ley de la termodinámica.
Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en
proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser
detenida; solo puede hacerse más lenta.
CONDUCCIÓN:
Flujo de calor a través de medios sólidos por la vibración interna de
las moléculas y de los electrones libres y por choques entre ellas. Las
moléculas y los electrones libres de la fracción de un sistema con
temperatura alta vibran con más intensidad que las moléculas de otras
regiones del mismo sitema o de otros sistemas en contacto con
temperaturas más bajas. Las moléculas con una velocidad más alta chocan
con las moléculas menos excitadas y transfieren parte de su energía a
las moléculas con menos energía en las regiones más frías del sistema.
Las moléculas que absorben el excedente de energía también adquirirán
una mayor velocidad vibratoria y generarán más calor (energía potencial
-absorbe calor- <--> energía cinética -emite calor).
Por ejemplo, la conducción de calor a través de la carrocería de un coche.
Los metales son los mejores conductores térmicos; mientras que los materiales no metálicos son conductores térmicos imperfectos.
CONVECCIÓN:
Es el flujo de calor mediante corrientes dentro de un fluido (líquido o
gaseoso). La convección es el desplazamiento de masas de algún líquido o
gas. Cuando una masa de un fluido se calienta al estar en contacto con
una superficie caliente, sus moléculas se separan y se dispersan,
causando que la masa del fluido llegue a ser menos densa. Cuando llega a
ser menos denso se desplazará hacia arriba u horizontalmente hacia una
región fría, mientras que las masas menos calientes, pero más densas,
del fluido descenderán o se moverán en un sentido opuesto al del
movimiento de la masa más caliente (el volumen de fluido menos caliente
es desplazado por el volumen más caliente). Mediante este mecanismo los
volúmenes más calientes transfieren calor a los volúmenes menos
calientes de ese fluido (un líquido o un gas).
Por
ejemplo, cuando calentamos agua en una estufa, el volumen de agua en el
fondo de la olla adquirirá el calor por conducción desde el metal de la
olla y se hará menos denso. Entonces, al ser menos denso, se moverá
hacia la superficie del agua y desplazará a la masa superior menos
caliente y más densa hacia el fondo de la olla.
RADIACIÓN:
Es la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. No
se requiere de un medio para su propagación. La energía irradiada se
mueve a la velocidad de la luz. El calor irradiado por el Sol se puede
intercambiar entre la superficie solar y la superficie de la Tierra sin
calentar el espacio de transición.
Por
ejemplo, si colocamos un objeto (tal como una moneda, un coche, o a
nosotros mismos) bajo los rayos del Sol directos; al poco tiempo
notaremos que el objeto se calentará. El intercambio de calor entre el
Sol y el objeto ocurrirá por medio de radiación.
