El
calor es una de las múltiples formas en que se manifiesta la energía, y la
transferencia de calor es el proceso mediante el cual se intercambia energía en
forma de calor entre distintos cuerpos o entre diferentes partes de un cuerpo
que estén a temperaturas desiguales. La transferencia de calor ocurre mediante
convección, radiación y conducción. Estas tres formas pueden producirse a la
vez, aunque por lo regular predomina una de ellas. (ecured, s.f.)
En
los sólidos el calor se transfiere por conducción. Si calentamos el extremo de
una varilla metálica, después de cierto tiempo percibimos que la temperatura
del otro extremo asciende, o sea, el calor se transmitió hasta el extremo
opuesto por conducción. Se cree que esta forma de transferencia de calor se
debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía
cuando existe una diferencia de temperatura entre dos puntos del objeto. Esta
teoría explica, especialmente en el caso de los metales, por qué los buenos
conductores del calor. La plata, el oro y el cobre conducen bien el calor, o
sea, tienen conductividades térmicas elevadas, pero la madera, el vidrio y el amianto
tienen conductividades cientos e incluso miles de veces menores y se conocen
como aislantes térmicos. (ecured, s.f.)
Ley de Fourier. - Para que exista transmisión de calor por conducción se considera que
el calor fluirá a través de un medio cuyas moléculas están fijas en sus posiciones,
es decir un medio sólido. Ejemplos de medios sólidos: acero, madera, corcho,
plástico, todos ellos claro está que a temperatura en que tengan estado sólido.
Este flujo de calor ocurrirá sólo si existe un salto térmico entre dos puntos
del sólido (Flores D. C., Ley de Fourier, 2014)
Si
provocamos una diferencia de temperatura dentro de una masa líquida o gaseosa
se producirá un movimiento del fluido que transfiere calor por convección de la
parte más caliente hacia la menos caliente. Esta transferencia cesará cuando
toda la masa del fluido haya alcanzado igual temperatura. A este movimiento
contribuye la diferencia de densidad del fluido, ya que cuando una porción de
este se calienta su densidad suele disminuir y asciende, mientras que el fluido
más frío y más denso desciende con lo que con lo que se inicia el movimiento
circulatorio que permite la homogenización de la temperatura. Por eso los
acondicionadores y refrigeradores de aire deben instalarse cerca del techo y
los radiadores de calor a poca altura del piso de la habitación. Las corrientes
de convección hacen que una sustancia tan mala conductora como el agua se
calienta relativamente rápido. Estas también originan las brisas marinas, ya
que al incidir los rayos del sol sobre la tierra, esta se calienta más rápido
que los océanos y mares, ello hace que el aire sobre la superficie de la tierra
se caliente más rápido, ascienda y el aire sobre la superficie del mar ocupe su
lugar. (ecured, s.f.)
La
propagación del calor por radiación presenta una diferencia fundamental
respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor
no tienen que estar en contacto, sino pueden estar separadas aún por el vacío.
La radiación es un término que se aplica genéricamente a toda clase de
fenómenos relacionados con las ondas electromagnéticas. La radiación transfiere
calor por radiación electromagnética (en especial infrarroja) y es el principal
mecanismo mediante el cual el Sol calienta a la Tierra. En las montañas, cuando
el sol asciende por el horizonte, se percibe el calor tan pronto como el sol se
hace visible. A este calor, se le denomina calor radiante y está constituido
por ondas electromagnéticas con longitud de onda un poco mayor que la del
espectro visible y que también viajan a la velocidad de la luz.
A
estas se les denomina rayos infrarrojos y son invisibles al ojo humano. Un
ejemplo común de la propagación del calor por radiación lo constituyen las
hogueras utilizadas como medio de calefacción en los hogares. Contrario a la
creencia generalizada, el calor que llega a la habitación desde la chimenea es
casi todo en forma de radiación infrarroja emitida por las llamas, brazas y
paredes calientes. (ecured, s.f.)
La
Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede
intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión
constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o
desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas,
el cambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de
vaporización. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por
cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a
presión constante. (wordpress, s.f.)
Entropía
La
termodinámica, por definirla de una manera muy simple, fija su atención en el
interior de los sistemas físicos, en los intercambios de energía en forma de
calor que se llevan a cabo entre un sistema y otro y tiene sus propias leyes. Uno
de los soportes fundamentales de la Segunda Ley de la Termodinámica es la
función denominada entropía que sirve para medir el grado de desorden dentro de
un proceso y permite distinguir la energía útil, que es la que se convierte en
su totalidad en trabajo, de la inútil, que se pierde en el medio ambiente. (wordpress, s.f.)
La temperatura corporal
depende de las condiciones de temperatura ambiental y de actividad física, ya
que de la energía total liberada durante el metabolismo se emplea
aproximadamente una quinta parte en el trabajo y lo demás se libera en forma de
calor; este calor debe ser disipado para mantener las condiciones de
temperatura adecuadas en el cuerpo humano. Hay dos tipos de temperaturas:
- La temperatura central (núcleo: cerebro, grandes vasos, vísceras, músculo profundo, sangre) se mantiene constante.
- La temperatura periférica (piel, mucosas, músculos, extremidades, etc.) es variable. La temperatura normal del cuerpo de una persona varía dependiendo de su género, su actividad reciente, el consumo de alimentos y líquidos, la hora del día y, en las mujeres, de la fase del ciclo menstrual en la que se encuentren.
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