Energía térmica y transferencia de calor

Energía térmica

La energía térmica es la energía que tiene un cuerpo debido al movimiento de sus partículas. Todas las sustancias están formadas por átomos y moléculas que están en constante movimiento. Cuanto más rápido se mueven estas partículas, mayor es la energía térmica del cuerpo.

Cuando un cuerpo tiene mucha energía térmica, está caliente, y cuando tiene poca, está frío. Por ejemplo, una taza de café caliente tiene más energía térmica que un vaso con agua fría, porque las partículas del café se mueven más rápido.

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Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=3AF_8Y5yS4U

La transferencia de calor ocurre cuando la energía térmica pasa de un cuerpo a otro. El calor siempre fluye del cuerpo con mayor temperatura al de menor temperatura, hasta que ambos alcanzan la misma temperatura, lo que se llama equilibrio térmico.

Por ejemplo, si colocas una cuchara de metal dentro de una taza con chocolate caliente, al poco tiempo el mango de la cuchara también se calienta. Eso pasa porque el calor del chocolate se transfirió a través de la cuchara.

Formas principales de transferencia de calor: conducción, convección y radiación

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Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=3AF_8Y5yS4U

Conducción

Es la transferencia de calor cuando dos cuerpos o partes de un mismo cuerpo están en contacto directo. El calor pasa de la zona más caliente a la más fría.

Ejemplos:
– Cuando sostienes una cuchara de metal dentro de un líquido caliente y sientes que el mango se calienta.
– Cuando un sartén se calienta en la estufa, la base recibe el calor y lo transmite a toda la superficie.
– Si tocas un cubo de hielo, el calor de tu mano pasa al hielo y comienza a derretirlo.

Convección

Ocurre en líquidos y gases. El calor se transfiere por medio del movimiento del fluido: el aire o el líquido caliente (menos denso) sube y el frío (más denso) baja, formando corrientes que distribuyen la temperatura.

Ejemplos:
– Cuando calientas agua en una olla, el agua del fondo se calienta primero, sube, y el agua fría baja; este movimiento hace que toda el agua llegue a hervir.
– En una habitación con calefacción, el aire caliente sube y el frío baja, generando corrientes que distribuyen el calor.
– Las brisas del mar son resultado de la convección: durante el día, el aire caliente sobre la tierra sube y el aire más fresco del mar ocupa su lugar.

Radiación

Es la transferencia de calor a través de ondas electromagnéticas. No necesita contacto ni un medio material para propagarse.

Ejemplos:
– Sentir calor del Sol, aunque esté a millones de kilómetros de distancia.
– Sentir calor al acercarte a una fogata, aunque el aire a tu alrededor esté frío.
– Un horno eléctrico o de microondas calienta los alimentos mediante radiación.

En resumen, la energía térmica depende del movimiento de las partículas de un cuerpo, y el calor es la energía que se transfiere de un cuerpo más caliente a uno más frío.

El calor puede pasar por conducción (contacto directo), convección (movimiento de fluidos) o radiación (ondas electromagnéticas).
Por eso, cada vez que calientas algo, tocas un objeto frío o te expones al Sol, estás observando la energía térmica y la transferencia de calor en acción