Menu

Termodinàmica.
Transformació de l'energia

Energia tèrmica i combustió.
Efectes de la termodinàmica

Entropia

Com es transfereix la calor? Radiació, convecció i translació

Com es transfereix la calor? Radiació, convecció i translació

La transferència de calor o el flux de calor és el flux d'energia en forma de calor des ubicacions amb una temperatura més alta a ubicacions amb una temperatura més baixa. Segons la segona llei de la termodinàmica, no és possible el contrari (flux de calor de baixa a alta temperatura). Per tant, la calor sempre es distribuirà de la manera més uniforme possible per tota l'habitació. En altres paraules, un sistema termodinàmic s'esforça per aconseguir la major entropia possible.

La transferència de calor té un paper important en molts processos industrials i en l'energia nuclear en particular. La transferència d' energia calorífica és imprescindible per poder traslladar la calor generada al reactor nuclear per poder generar vapor i accionar les turbines de vapor.

Hi ha tres formes per transferir d' energia calorífica:

  • Transferència de calor per conducció.
  • Transferència d'energia tèrmica per radiació.
  • Transferència de calor per convecció. 

Transferència de calor per conducció

La transferència de calor per conducció és la transferència de calor dins de la substància en qüestió, pel qual la calor flueix des de les partícules amb major energia cinètica (temperatura) a partícules menys riques en energia (més fredes). El flux de calor depèn de la diferència de temperatura al llarg de la distància (el gradient de temperatura) i la resistència interna a el flux de calor d'el material rellevant, el que s'anomena conductivitat tèrmica o coeficient de conductivitat tèrmica. Aquest principi s'expressa en la llei de Fourier.

Un exemple de transferència de calor per conducció és quan agafem un tros de gel amb la mà. De seguida notem el fred. El que està passant en realitat és que estem transferint calor del nostre cos a el gel. A l'realitzar aquesta transferència termodinàmica la pell baixa la temperatura i el nostre sistema nerviós ens avisa; per això notem el fred.

En qualsevol cas, la calor sempre es transfereix d'el cos amb la temperatura més elevada a el cos amb la temperatura inferior. En cas contrari no es compliria el segon principi de les lleis de la termodinàmica.

Transferència d'energia tèrmica per radiació

Transferència d'energia tèrmica per radiació. Aquesta és la transferència de calor entre dos cossos que no estan en contacte entre si sense utilitzar un intermedi. Un cos està calent i, per tant, emet molta radiació electromagnètica i, per tant, perd calor, i l'altre cos absorbeix part de la radiació entrant i la converteix en calor.

L'exemple més clar, en aquest cas, és l'energia solar. El sol genera energia tèrmica que es transmet a la terra per radiació electromagnètica. És el que anomenem radiació solar. En aquest cas és obvi la Terra i el Sol no estan en contacte ni tampoc hi ha un intermedi: l'espai està buit.


Transferència de calor per convecció

La transferència de calor per convecció és la transferència de calor a través del desplaçament d'un líquid tebi o un gas calent, o d'un líquid fred o un gas fred. Quan la calor arrossega el flux, l'extensió de la mateixa pot expressar-se amb el coeficient de transferència de calor.

Explicat amb un exemple senzill. Si escalfem un got d'aigua al microones i, posteriorment ens portem el got a la taula, estem realitzant una transferència de calor. El mateix passa amb el vent i els corrents d'aire calent.

Autor:

Data de publicació: 1 de febrer de 2020
Última revisió: 31 de gener de 2020