Tan interesantes como los efectos de la transferencia de calor en un sistema son los métodos por los que ésta se produce. Siempre que hay una diferencia de temperatura, se produce una transferencia de calor. La transferencia de calor puede ocurrir rápidamente, como a través de una sartén, o lentamente, como a través de las paredes de una nevera de picnic. Podemos controlar las tasas de transferencia de calor eligiendo materiales (como la ropa de lana gruesa para el invierno), controlando el movimiento del aire (como el uso de burletes alrededor de las puertas) o eligiendo el color (como un techo blanco para reflejar la luz del sol en verano). Son muchos los procesos que implican transferencia de calor, por lo que es difícil imaginar una situación en la que no se produzca. Sin embargo, todos los procesos que implican transferencia de calor tienen lugar por sólo tres métodos:

1. La conducción es la transferencia de calor a través de la materia estacionaria por contacto físico. (La materia es estacionaria a escala macroscópica-sabemos que hay movimiento térmico de los átomos y moléculas a cualquier temperatura por encima del cero absoluto). El calor transferido entre el quemador eléctrico de una estufa y el fondo de una sartén se transfiere por conducción.
2. La convección es la transferencia de calor por el movimiento macroscópico de un fluido. Este tipo de transferencia tiene lugar en un horno de aire forzado y en los sistemas meteorológicos, por ejemplo.
3. La transferencia de calor por radiación se produce cuando se emiten o absorben microondas, radiación infrarroja, luz visible u otra forma de radiación electromagnética. Un ejemplo obvio es el calentamiento de la Tierra por el Sol. Un ejemplo menos obvio es la radiación térmica del cuerpo humano.

Examinamos estos métodos con cierto detalle en los tres módulos siguientes. Cada método tiene características únicas e interesantes, pero los tres tienen algo en común: transfieren el calor únicamente por una diferencia de temperatura Figura 1.

Comprueba tu comprensión

1: Nombra un ejemplo de la vida cotidiana (diferente al del texto) para cada mecanismo de transferencia de calor.

• El calor se transfiere por tres métodos diferentes: conducción, convección y radiación.

Preguntas conceptuales

1: ¿Cuáles son los principales métodos de transferencia de calor desde el núcleo caliente de la Tierra hasta su superficie? ¿De la superficie de la Tierra al espacio exterior?

2: Cuando nuestros cuerpos se calientan demasiado, responden sudando y aumentando la circulación sanguínea hacia la superficie para transferir la energía térmica fuera del núcleo. ¿Qué efecto tendrá esto en una persona que se encuentra en un jacuzzi a 40,0o C?

3: La figura 2 muestra un dibujo recortado de una botella termo (también conocida como frasco Dewar), que es un dispositivo diseñado específicamente para frenar todas las formas de transferencia de calor. Explique las funciones de las distintas partes, como el vacío, el plateado de las paredes, el cuello de vidrio largo de paredes finas, el soporte de goma, la capa de aire y el tapón.

Glosario

Transferencia de calor por conducción a través de la materia estacionaria por contacto físico, radiación infrarroja, luz visible u otra radiación electromagnética es emitida o absorbida

Soluciones

Comprueba tu comprensión

1: Conducción: El calor se transfiere a tus manos cuando sostienes una taza de café caliente.

Convección: El calor se transfiere cuando el camarero «cuece al vapor» la leche fría para hacer un cacao caliente.

Radiación: Recalentar una taza de café fría en un horno microondas.