Radiación:
Tanto la conducción como la
convección requieren la presencia de materia para transferir calor.
La radiación es un método de
transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente de calor y el
receptor.
No se produce ningún intercambio
de masa y no se necesita ningún medio material para que se transmita.
Por radiación nos llega toda
la energía del Sol. Al llegar a la Tierra empieza un complicado ciclo de
transformaciones: la captan las plantas y luego la consumimos nosotros, el agua
se evapora, el aire se mueve....
La energía radiante del Sol se
transmite a través del espacio vacío en forma de radiación que viaja a la
velocidad de la luz .
Entre las diferentes ondas que
la componen hay radiación visible, ultravioleta, infrarroja etc. La
ultravioleta es tan energética que puede ionizar la materia, pero la radiación
infrarroja interfiere con los electrones de los átomos promocionándolos a un
nivel superior y produce la agitación de los átomos y de las moléculas que se
traduce en calor.
Conducción:
La conducción es el transporte
de calor a través de una sustancia y tiene lugar cuando se ponen en contacto
dos objetos a diferentes temperaturas. El calor fluye desde el objeto que está
a mayor temperatura hasta el que la tiene menor. La conducción continúa hasta
que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura (equilibrio térmico).
Algunas sustancias conducen el
calor mejor que otras.
Los sólidos son mejores
conductores que los líquidos y éstos mejor que los gases.
Los metales son muy buenos
conductores del calor, mientras que el aire es un mal conductor.
COnvecciòn.
La convección tiene lugar cuando áreas de
fluido caliente (de menor densidad) ascienden hacia las regiones de fluido
frío. Cuando ocurre esto, el fluido frío (de mayor densidad) desciende y ocupa
el lugar del fluido caliente que ascendió.
Este ciclo da lugar a una continua
circulación (corrientes convectivas) del calor hacia las regiones frías.
En los líquidos y en los gases
la convección es la forma más eficiente de transferir calor.
En el verano, en una carretera recalentada, se puede ver como asciende de ella el aire caliente formando una columnas oscilantes. También se ve a veces como asciende el aire desde un radiador (el aire caliente sube y el frío baja).
Dilatación lineal.
La dilatación lineal es aquella en la cual predomina
la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del
cuerpo.
Para
estudiar este tipo de dilatación, imaginemos una barra metálica de longitud
inicial L0y temperatura θ0.
Si
calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variación de temperatura Δθ, notaremos que su longitud pasa a ser igual a L
(conforme podemos ver en la siguiente figura):
Matemáticamente podemos decir que la dilatación es:
Pero si aumentamos el calentamiento, de forma de
doblar la variación de temperatura, o sea, 2Δθ, entonces observaremos que la
dilatación será el doble (2 ΔL).
Podemos concluir que la dilatación es directamente
proporcional a la variación de temperatura.
FORMULA=L+=Lo.(1+t)
Dilatacion Volumetrica
La dilatación volumétrica se presenta en el estado
liquido y su concepto yfórmula son los mismos, solo que
en lugar de trabajar con
longitudes se trabaja con volúmenes, los cuales deben ser dados en cm3, es muy
común que cuando se habla de dichos volúmenes se expresen en unidades de
capacidad, pero el (coeficiente de dilatación volumétrica) nos señala que debe de haber transformación
a cm3 con la siguiente equivalencia:1LITRO= 1000CM3
El coeficiente de dilatación volumétrica se representa con la letra beta delalfabeto griego () y la fórmula correspondiente es:
=vf-vi / vi(tf-ti)
= coeficiente de dilatación volumétrica
vf= volumen final en cm3
vi= volumen inicial en cm3
tf= temperatura final en ºC
ti= temperatura inicial en ºC
FORMULA= V=Vo(1+YΔT)
Dilatacion de area.
La dilatación de area no
se restringe a la dilatación de un solido.cualquier línea recta trasada atraves
del solido aumenta su longitud poir unidad de longitud con una velocidad dada
por su coeficiente de dilatación.
Dilatacion de area.
FORMULA= Dil=Ainicial x
coet + area x VF
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