¿Qué es la transferencia de calor?

En los términos más simples, la energía térmica se transporta de un punto del sistema a otro debido a la presencia de un gradiente. Digamos que hay dos tanques similares que contienen un fluido (digamos agua) y están conectados a través de una tubería. Para empezar, la tubería se cierra con un valor y uno de los tanques se llena a una altura mayor que el otro. Tan pronto como se abre el valor, el agua del tanque (con agua a una altura mayor) fluye hacia el otro. Esto continúa hasta que ambos tanques tengan la misma altura de agua.

De manera similar, cuando dos puntos en el espacio están a temperaturas diferentes o cuando hay una fuente de calor relativa ubicada en uno (y no en el otro), esto asegurará el flujo de energía térmica de un punto a otro. Se puede decir que este proceso de energía térmica es transferencia de calor, en general.

Como entendemos hoy, existen principalmente tres modos. Para pensar en el proceso lógico de esta conclusión, podemos decir que

  • Conducción: Digamos que los objetos están en contacto, luego la energía se transfiere debido a la vibración de las moléculas. Las moléculas simplemente vibran en su posición media pero en realidad no se mueven.
  • Convección: Sin embargo, en fluidos, la distancia media entre las moléculas es grande, por lo que debería haber habido una transferencia de calor mucho menor. Sin embargo, los fluidos efectivamente transfieren energía. La convección es donde las moléculas experimentan grandes movimientos que conducen a la transferencia de energía.
  • Radiación: Sin embargo, el espacio exterior está lleno de vacío. Sin embargo, observamos una transmisión de energía. Aquí la energía se transmite a través de ondas electromagnéticas.

En general, la ciencia de la transferencia de calor aborda las cuestiones de la naturaleza:

  • ¿Cómo se transfiere el calor?
  • ¿Cuánto se transfiere?
  • ¿Cuándo y por qué se transfiere la energía térmica?

Algunas simulaciones interesantes para dar una visualización del proceso.

  • Conducción en una sartén
  • Convección natural en una bombilla
  • Análisis de radiación de esfera hueca

Cocinar es el acto de aplicar calor a los alimentos para prepararlos para comer. Cuando se cocinan los alimentos, se producen cambios en el sabor, la textura, el aroma, el color y el contenido nutricional durante el proceso.

Hay tres formas en que el calor se transfiere a los alimentos.

  1. La conducción es la transferencia directa de calor entre moléculas adyacentes. Un ejemplo de conducción es cocinar en una estufa de superficie plana. El calor se transfiere desde las moléculas de la superficie del rango caliente a las moléculas del fondo adyacente de la sartén, luego desde el fondo de la sartén a los lados de la sartén y los alimentos contenidos dentro de la sartén. La bandeja debe estar en contacto directo con el rango para que se produzca la conducción. Algunos materiales son mejores conductores del calor que otros. En general, la mayoría de los metales son buenos conductores, mientras que los gases (aire), líquidos y sólidos no metálicos (vidrio, cerámica) no lo son. Debido a que depende del contacto directo, la conducción es un método relativamente lento de transferencia de calor, pero la transferencia lenta y directa al calor entre moléculas adyacentes es lo que permite que un alimento se cocine desde afuera hacia adentro, lo que resulta en un exterior completamente cocinado con Interior jugoso.
  2. La convección es la transferencia de calor a través de gases o líquidos. Cuando cualquiera de estas sustancias se calienta, las porciones del gas o líquido más cercanas a la fuente de calor se calientan primero y se vuelven menos densas, lo que hace que se eleven y sean reemplazadas por porciones más frías y densas del gas o líquido. La convección, por lo tanto, es una combinación de conducción y mezcla.
  3. La convección se produce de forma natural y por medios mecánicos. La convección natural funciona en una olla de agua colocada en la estufa para hervir. La conducción transfiere el calor de la estufa a la olla a las moléculas de agua en contacto con el interior de la olla. A medida que estas moléculas de agua se calientan, la convección hace que se alejen y sean reemplazadas por moléculas más frías. Este movimiento continuo da como resultado corrientes de convección dentro del agua. Si se agrega una papa al agua, las corrientes de convección transfieren calor a la superficie de la papa, en cuyo punto la conducción se hace cargo para transferir calor al interior de la papa.
  4. La convección mecánica ocurre cuando se agita o se usa un ventilador para acelerar e igualar la distribución de calor. Cuando agitas una salsa espesa para calentarla más rápido y evitas que se queme en el fondo de la sartén, estás creando convección mecánica. Los hornos de convección usan ventiladores para hacer circular rápidamente el aire caliente, lo que les permite cocinar alimentos de manera más rápida y uniforme que los hornos convencionales. (La convección natural ocurre en hornos convencionales cuando circula aire en contacto con el elemento calefactor, pero la mayor parte de la transferencia de calor en un horno convencional es el resultado de la radiación infrarroja).
  5. La radiación es la transferencia de energía a través de ondas de energía electromagnética que viajan rápidamente a través del espacio. La radiación no requiere contacto directo entre la fuente de energía y los alimentos. Cuando las ondas que viajan a través del espacio golpean la materia y son absorbidas, hacen que las moléculas en la materia vibren más rápidamente, aumentando la temperatura. Dos tipos de radiación son importantes en la cocina, infrarrojos y microondas.

Las fuentes de radiación infrarroja incluyen las brasas brillantes de la parrilla de carbón o las bobinas brillantes de una tostadora, asador u horno eléctrico. Las ondas de energía radiante viajan en todas las direcciones desde estas fuentes de calor. Los alimentos y utensilios de cocina que absorben las ondas de energía se calientan. Las superficies opacas o rugosas oscuras absorben mejor la energía radiante que las superficies claras, lisas o pulidas. El vidrio transparente permite la transferencia de energía radiante, por lo que las temperaturas del horno por convección deben reducirse aproximadamente 25f / -4c para compensar la transferencia de energía adicional que ocurre cuando se usan platos de vidrio para hornear.

La radiación de microondas, producida por hornos de microondas, transfiere energía a través de ondas cortas y de alta frecuencia. Cuando estas microondas son absorbidas por los alimentos, hacen que las moléculas de los alimentos vibren más rápido, creando calor. La radiación de microondas cocina alimentos mucho más rápido que la radiación infrarroja porque penetra alimentos de varias pulgadas de profundidad, mientras que el infrarrojo se absorbe principalmente en la superficie. Dependiendo de su composición, los alimentos reaccionan de manera diferente a las microondas. Los alimentos con alto contenido de humedad, azúcar o grasa absorben mejor el microondas y se calientan más fácilmente.

Sin embargo, cocinar con microondas tiene algunos inconvenientes. Es el más adecuado para cocinar pequeños lotes de alimentos. Las carnes cocinadas en un horno de microondas pierden grandes cantidades de humedad y se secan fácilmente. Los hornos de microondas tampoco pueden dorar los alimentos, y el metal no se puede usar en ellos porque refleja las microondas, lo que puede causar incendios y dañar el horno.

Transferencia de energía de una región de alta temperatura a una región de baja temperatura. Tiene tres modos: conducción, convección y radiación.
La conducción ocurre en un cuerpo o entre cuerpos en contacto directo.
La convección implica la transferencia de calor con la ayuda de un medio fluido.
La convección involucra dos tipos: convección libre y convección forzada basada en un agente externo que causa flujo de fluido o no. En la convección forzada, el flujo de fluido es ayudado por una agencia externa como un ventilador o ventilador.
La radiación es la transferencia de calor en forma de ondas electromagnéticas que también puede ocurrir sin un medio. Todos los cuerpos emiten ondas electromagnéticas correspondientes a su temperatura absoluta.
Ejemplo: si calentamos una sartén, los tres modos se producen en ese caso. La sartén se calienta por conducción, el calor se transfiere al aire por encima de la sartén a través de la convección y la sartén misma irradia calor correspondiente a su temperatura absoluta como ondas electromagnéticas.

La transferencia de calor es energía térmica en tránsito debido a una diferencia de temperatura espacial.

La temperatura es la medida de la energía cinética promedio de las moléculas. Significa mayor la temperatura de una región, mayor será la energía cinética de las moléculas en esa región y mayor será la energía térmica que poseen

La transferencia de calor ocurre cada vez que tenemos esta diferencia en la energía cinética promedio de las moléculas en diferentes ubicaciones del sistema / cuerpo en consideración. (Excepto en caso de cambio de fase cuando hay calor latente involucrado sin el aumento de la temperatura).

MODOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

La transferencia de calor puede ocurrir por los siguientes modos:

  1. Conducción
  2. Convección
  3. Radiación

FUENTE-

1) -Fundamentals of Heat and Mass Transfer by JP INCROPERA)

2) -Imágenes de Google

Cuando el calor se transfiere de un sistema físico a otro, se denomina transferencia de calor. Para que tenga lugar la transferencia de calor debe haber una diferencia de temperatura. El calor pasa del cuerpo más caliente (temperatura más alta) al más frío (temperatura más baja). El “cuerpo” puede ser sólido, líquido o gaseoso, y el calor se transfiere por conducción, convención y radiación. La transferencia de calor es una disciplina de la ingeniería térmica que se relaciona con la generación, uso, conversión e intercambio de energía térmica (calor) entre sistemas físicos. El aceite de transferencia de calor es un aceite parafínico altamente refinado y estable que se utiliza como medio de transferencia de calor y aceite de enfriamiento. En muchas aplicaciones industriales, el calentamiento se proporciona indirectamente haciendo circular aceite caliente a través de un intercambiador de calor, lo que reduce los puntos calientes y aumenta la seguridad del proceso de calentamiento.

supongamos que un hombre sostiene en un extremo una barra de metal en llamas.
El otro extremo de la varilla metálica se calienta gradualmente.
Esta diferencia de temperatura entre dos extremos describe el intercambio de energía térmica.
La transferencia de calor es un fenómeno debido a esta diferencia de temperatura.
La transferencia de calor describe el intercambio de energía térmica entre sistemas físicos dependiendo de la temperatura y la presión, al disipar el calor. Los modos fundamentales de transferencia de calor son conducción o difusión , convección y radiación .

La transferencia de calor es esa rama de la ingeniería, donde estudiamos la variación del transporte de calor con el tiempo, como si se trata de un proceso en estado estacionario o un proceso en estado no estacionario.

La transferencia de calor es un proceso espontáneo donde el calor se transfiere desde un potencial térmico más alto a un potencial térmico más bajo.

La transferencia de calor es el intercambio de energía térmica entre sistemas físicos. La velocidad de transferencia de calor depende de las temperaturas de los sistemas y de las propiedades del medio intermedio a través del cual se transfiere el calor. Los tres modos fundamentales de transferencia de calor son conducción, convección y radiación. La transferencia de calor, el flujo de energía en forma de calor, es un proceso por el cual un sistema cambia su energía interna, por lo tanto, es de uso vital en aplicaciones de la Primera Ley de Termodinámica. La conducción también se conoce como difusión, que no debe confundirse con la difusión relacionada con la mezcla de componentes de un fluido.

La dirección de la transferencia de calor es de una región de alta temperatura a otra región de menor temperatura, y se rige por la Segunda Ley de la Termodinámica. La transferencia de calor cambia la energía interna de los sistemas desde los cuales se transfiere la energía. La transferencia de calor ocurrirá en una dirección que aumenta la entropía de la colección de sistemas.

El equilibrio térmico se alcanza cuando todos los cuerpos involucrados y los alrededores alcanzan la misma temperatura. La expansión térmica es la tendencia de la materia a cambiar de volumen en respuesta a un cambio de temperatura.

Aquí hay una primera conferencia sobre transferencia de calor – Conferencia 1 – Introducción a la transferencia de calor

Simplemente en la naturaleza Siempre la energía fluye de alto potencial a bajo potencial De manera similar, si hay una diferencia de temperatura, fluye de mayor a menor temperatura. Este flujo de energía se denomina transferencia de calor

El desplazamiento de calor se puede definir como si dos cuerpos a diferentes temperaturas entran en contacto, el flujo de calor del cuerpo a una temperatura más alta a una temperatura más baja, de modo que el cuerpo más caliente se enfríe y el cuerpo más frío se caliente y el calor se transforme

La transferencia de calor es el intercambio de energía térmica entre sistemas físicos. La velocidad de transferencia de calor depende de las temperaturas de los sistemas y de las propiedades del medio intermedio a través del cual se transfiere el calor. Los tres modos fundamentales de transferencia de calor son conducción , convección y radiación . La transferencia de calor, el flujo de energía en forma de calor, es un proceso por el cual un sistema cambia su energía interna, por lo tanto, es de uso vital en aplicaciones de la Primera Ley de Termodinámica. La conducción también se conoce como difusión, que no debe confundirse con la difusión relacionada con la mezcla de componentes de un fluido.

La dirección de la transferencia de calor es de una región de alta temperatura a otra región de menor temperatura, y se rige por la Segunda Ley de la Termodinámica. La transferencia de calor cambia la energía interna de los sistemas desde los cuales se transfiere la energía. La transferencia de calor ocurrirá en una dirección que aumenta la entropía de la colección de sistemas.

La transferencia de calor es el movimiento de calor desde una región de temperatura más alta a una región de temperatura más baja a través de un medio como gas, líquido o sólido o algunas veces sin ella. Hay tres formas posibles de transferencia de calor: la conducción, ocurre si el medio es sólido o, a veces, una convección de fluido estático, ocurre si el medio es una radiación fluida, no se necesita una fuente de fluido solamente.

Sabemos que siempre que hay una diferencia de temperatura, el calor fluye de alta temperatura a baja temperatura. El tema que se ocupa de la velocidad a la que ocurre el proceso de flujo de calor se denomina transferencia de calor.

En termodinámica nos preocupamos por la cantidad de calor (KJ o J), mientras que en la transferencia de calor es la tasa de flujo de calor (KJ / seg o J / seg), es decir, el tiempo requerido para alcanzar cierta temperatura.

El significado de transferencia de calor simplemente viene a través de la transferencia de calor. Transferir el calor de un objeto a otro es transferir calor. Podría decirle la lista de equipos de laboratorio de transferencia de calor también, al leer esos equipos, podría ser más claro.

Así que solo visite el sitio a continuación.

Equipo de laboratorio de transferencia de calor, Fabricante de equipo de laboratorio de transferencia de calor

La transferencia de calor es el intercambio de energía térmica entre sistemas físicos. La velocidad de transferencia de calor depende de las temperaturas de los sistemas y de las propiedades del medio intermedio a través del cual se transfiere el calor. Los tres modos fundamentales de transferencia de calor son conducción, convección y radiación. La transferencia de calor, el flujo de energía en forma de calor, es un proceso por el cual un sistema cambia su energía interna, por lo tanto, es de uso vital en aplicaciones de la Primera Ley de Termodinámica. La conducción también se conoce como difusión, que no debe confundirse con la difusión relacionada con la mezcla de componentes de un fluido.

La dirección de la transferencia de calor es de una región de alta temperatura a otra región de menor temperatura, y se rige por la Segunda Ley de la Termodinámica. La transferencia de calor cambia la energía interna de los sistemas desde los cuales se transfiere la energía. La transferencia de calor ocurrirá en una dirección que aumenta la entropía de la colección de sistemas.

El calor se define en física como la transferencia de energía térmica a través de un límite bien definido alrededor de un sistema termodinámico. La energía libre termodinámica es la cantidad de trabajo que puede realizar un sistema termodinámico. La entalpía es un potencial termodinámico, designado por la letra “H”, que es la suma de la energía interna del sistema (U) más el producto de la presión (P) y el volumen (V). Joule es una unidad para cuantificar la energía, el trabajo o la cantidad de calor.

La transferencia de calor es una función de proceso (o función de ruta), a diferencia de las funciones de estado; por lo tanto, la cantidad de calor transferido en un proceso termodinámico que cambia el estado de un sistema depende de cómo se produce ese proceso, no solo de la diferencia neta entre los estados inicial y final del proceso.

La transferencia de calor termodinámica y mecánica se calcula con el coeficiente de transferencia de calor, la proporcionalidad entre el flujo de calor y la fuerza motriz termodinámica para el flujo de calor. El flujo de calor es una representación cuantitativa y vectorial del flujo de calor a través de una superficie.

En contextos de ingeniería, el término calor se toma como sinónimo de energía térmica. Este uso tiene su origen en la interpretación histórica del calor como un fluido (calórico) que puede ser transferido por diversas causas, y que también es común en el lenguaje de los laicos y la vida cotidiana.

Puede obtener la respuesta por sí mismo en cualquier lugar en cualquier momento … Como si estuviera tomando el té, puede ver el proceso HT justo delante de usted.
Si sientes frío, también lo tienes.
Si estás calentando agua puedes ver que …
O. …
Es el proceso de transferencia de calor a través de la conducción de convicción y radiación. …

La transferencia o el tránsito de la energía térmica, considerada una cuestión debida a las vibraciones de los átomos causadas por una fuerza externa o interna como el aumento de la temperatura, etc., se denomina transferencia de calor.

Una explicación clara, rápida y fácil está aquí:

Espero que esto resuelva tu problema

La conducción de átomos de un elemento que se calienta de un objeto a otro se conoce como transferencia de calor.