[Música] hoy hablaremos acerca de los procesos de transferencia de calor en el vídeo anterior ya dijimos que el calor es una forma de energía específicamente es energía térmica o calorífica que se transmite de un cuerpo a otro si éstos tienen temperaturas distintas y por regla general de la termodinámica el calor siempre fluye del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura esto se produce hasta que se alcance el equilibrio térmico es decir que ambas sustancias u objetos cuenten con la misma temperatura ahora esta transferencia de calor se puede dar a través de diferentes procesos o
mecanismos que son justamente los procesos de transferencia de calor que veremos en este vídeo y estos son la conducción la convección y la radiación iniciemos entonces con la conducción esta es la transferencia de calor por contacto directo entre las moléculas de un cuerpo o sustancia lo que sucede en este caso es que las moléculas impactan entre sí transfiriendo así el calor entre ellas este proceso se puede dar tanto en sólidos como en líquidos y gases y aunque en estos dos ejemplos podemos ver cómo se conduce el calor dentro de una misma sustancia o cuerpo también
hay que decir que si tenemos dos cuerpos individuales a diferentes temperaturas que están en contacto también se va a producir la conducción de calor del de mayor temperatura hacia el de menor temperatura ahora qué tan rápido se produce esta transferencia de calor depende de una propiedad conocida como conductividad térmica ya que ésta determina la capacidad de un material o sustancia para conducir el calor aquí podemos ver una tabla con diferentes materiales y su correspondiente conductividad térmica ahora también hay que decir que la rapidez con la cual se conduce el calor depende en parte de la
diferencia de temperatura entre los cuerpos y el área expuesta dicho esto veamos un pequeño ejemplo aquí podemos observar que la madera tiene una conductividad térmica relativamente baja mientras que por otro lado la plata tiene una alta conductividad térmica lo que esto implica es que si exponemos la misma cantidad de madera y de plata a una misma fuente de calor la madera va a conducir el calor más lentamente por lo tanto decimos que es un aislante térmico mientras que por otro lado la plata lo va a hacer de una forma mucho más rápida con lo cual
decimos que es un buen conductor térmico ahora con esto en mente veamos otro ejemplo en esta tabla podemos ver que el aire tiene también una baja conductividad térmica por lo tanto entonces supongamos que tenemos un horno a 200 grados celsius en este caso tanto la parrilla como el aire dentro del horno se encuentran ambos a 200 grados sin embargo si metemos una mano al horno sin tocar la parrilla sentimos que el aire se encuentra caliente pero no nos quema a pesar de que se encuentre a 200 grados y esto es nuevamente porque el aire es
un mal conductor del calor por eso el calor no pasa tan fácilmente a nuestra mano y no nos quemamos inmediatamente ahora si en este caso intentamos tocar la parrilla que se encuentra a los mismos 200 grados si nos vamos a quemar ya que el metal es un buen conductor del calor con lo cual el calor va a conducirse más rápidamente hacia nuestra mano causando nos una quemadura ahora ya que vimos la conducción pasemos con el siguiente proceso la convección esta es transferencia de calor por el movimiento de masa es decir que se presenta en fluidos
esto implica entonces que solamente vamos a encontrarla en líquidos y gases y está convección la podemos dividir en dos la convección libre y la convección forzada a continuación veremos cada una de ellas iniciemos por la convección libre ésta se produce cuando el movimiento del fluido es causado por diferencias de densidad que a su vez son productos de diferencias de temperatura veamos un ejemplo supongamos que calentamos un recipiente que tiene un fluido dentro de él en este caso el fluido va a ser el aire lo que sucederá aquí inicialmente es que el calor se transmite por
conducción al aire que se encuentra en la parte inferior y como sabemos un cambio de temperatura en un fluido genera un cambio de densidad en este caso el aire al calentarse se vuelve menos denso ya que es menos denso tiende a ascender y en esta situación para reemplazar el aire caliente que está ascendiendo el aire frío de la parte superior se ve forzado a descender y esto es lo que conocemos como convección libre normalmente este tipo de convección se produce en los fluidos cuando se suministra calor desde abajo como sucede por ejemplo en la atmósfera
por eso podemos decir que la convección libre es uno de los fenómenos que condiciona en gran parte la circulación atmosférica tanto a escala global como a escala local condicionando por lo tanto también los fenómenos meteorológicos presentes ahora dicho esto pasemos con el siguiente tipo de convección la convección forzada ésta se produce cuando el movimiento del fluido es causado por factores externos ajenos al comportamiento local del fluido un claro ejemplo de esto es cuando encendemos un ventilador para forzar el flujo de aire sobre una superficie caliente en este caso el aire que se ve forzado a
fluir sobre la superficie caliente adquiere calor por medio de conducción ahora por definición esto se denomina convección ya que estamos hablando de movimiento de masa que transfiere el calor hacia otra área sin embargo en meteorología para evitar confundir la convección vertical con la convección horizontal se prefiere llamar a esta última como advección definiéndose entonces como el movimiento horizontal de aire por lo tanto podríamos decir que en meteorología la advección es el movimiento horizontal de aire también denominado como viento por otro lado la convección es el movimiento ascendente de aire y es que aquí hay otra
particularidad ya que para diferenciar los movimientos verticales del aire en ocasiones se le conoce como subsidencia al movimiento descendente de aire con lo cual en resumen podemos decir que aunque todo movimiento del aire es convección éste normalmente se le nombra de diferentes formas dependiendo de sus características al menos en meteorología dicho esto pasa con el último mecanismo o proceso de transferencia de calor la radiación este es calor que se transmite por medio de ondas electromagnéticas algunas características de este tipo de ondas es que no requieren un medio para propagarse es decir que incluso pueden desplazarse
en el vacío y también que viajan a la velocidad de la luz ya que únicamente transportan energía y no materia también hay que decir que aunque no lo parezca todos los cuerpos emiten radiación independientemente de su temperatura lo cual significa que incluso nosotros los seres humanos emitimos radiación electromagnética ahora la energía que transportan estas ondas se libera cuando un cuerpo las absorben veamos el siguiente ejemplo aquí tenemos una fogata y a una persona de acuerdo con lo que veníamos diciendo tanto la fogata como la persona emiten radiación la diferencia es que la fogata al estar
mucho más caliente emite una mayor cantidad de radiación y lo que sucede en este caso es que si un cuerpo absorbe más radiación de la que emiten su temperatura aumentará en este caso la persona está recibiendo una mayor cantidad de radiación que la que está emitiendo con lo cual su temperatura aumentará y por eso es que la fogata calienta a la persona ahora con esto ya tenemos las bases para entender un poco mejor la radiación y cómo funciona y es que entre mayor sea la temperatura del cuerpo emisor mayor será la cantidad de radiación que
emitirá ya que se ha demostrado que la cantidad de radiación emitida es proporcional a la temperatura elevada a la cuarta potencia lo que esto significa es que un pequeño aumento en la temperatura de un cuerpo supone un aumento significativo en la cantidad de radiación que ese cuerpo emite por ejemplo un yunque que se encuentre a una temperatura ambiente de 20 grados emitirá una cierta cantidad de radiación sin embargo si le aportamos calor y aumentamos su temperatura por ejemplo a los 100 grados centígrados la cantidad de radiación que emita va a ser mayor y de la
misma forma si la temperatura continúa aumentando por ejemplo a los 300 grados pues el yunque emitirá una mayor cantidad de radiación ahora hay que decir que no toda la radiación es del mismo tipo ya que existe una característica conocida como la luz de onda esta es la distancia entre crestas de una onda electromagnética y como podemos deducir está directamente relacionada a la frecuencia de la onda de tal forma que si tenemos una longitud de onda más corta tendremos una mayor frecuencia mientras que si tenemos una longitud de onda más larga tendremos una menor frecuencia ahora
todo esto es importante ya que la longitud de onda también está relacionada a la temperatura del objeto que la emite en otras palabras la longitud de onda de la radiación que emite un objeto depende de su temperatura en este caso entre mayor sea la temperatura del cuerpo más corta será la longitud de onda de la radiación que emite siendo está determinada por esta fórmula de acuerdo con esto entonces si comparamos el sol que tiene una temperatura promedio de unos 6000 grados kelvin con la tierra que tiene una temperatura promedio de 288 grados kelvin vamos a
ver que el sol emite una radiación con una longitud de onda más que la que emite la tierra justamente porque se encuentra más caliente ahora también hay que decir que la cantidad de energía transportada depende también de la longitud de onda ya que entre menor sea la longitud de onda mayor será la energía que transporta y viceversa de acuerdo con esto entonces el sol emite una radiación más energética que la que emite la tierra nuevamente debido a que tiene una longitud de onda más corta con esto entonces podemos evidenciar que existen diferentes tipos de radiación
las cuales las podemos analizar más fácilmente observando el espectro electromagnético y es que justamente dependiendo de su longitud de onda éstas se pueden clasificar en diferentes grupos veamos entonces cuáles son estos en este ejemplo podemos observar en la parte de la izquierda las ondas más largas mientras que en la zona de la derecha tenemos las ondas más cortas lo cual implica entonces que en la parte izquierda encontramos las ondas menos energéticas mientra a la derecha tenemos las ondas que cuentan con una mayor energía de acuerdo a esto el primer tipo de onda que encontramos son
las ondas de radio que son utilizadas en los radios am o fm en la televisión o en los teléfonos móviles después de éstas si paulatinamente empezamos a reducir cada vez más la longitud de onda encontramos las microondas el espectro infrarrojo la luz visible el espectro ultravioleta los rayos x y los rayos gamma ahora en el lenguaje común solemos asociar el término radiación con algo malo algo que es perjudicial para la salud sin embargo este término tiene diferentes matices ya que existen tipos de ondas que si son peligrosas para la salud y otras que no lo
son para poder entender esto tenemos que diferenciar la radiación ionizante de la radiación no ionizante la radiación no ionizante es aquella que no tiene suficiente energía como para causarnos un daño en nuestro cuerpo mientras que por otro lado la radiación ionizante es aquella que tiene la suficiente energía como para romper las cadenas de adn dentro de nuestras células representando así un riesgo para la salud ya que pueden derivar en mutaciones o en el desarrollo de cáncer en el espectro electromagnético como podemos ver en este ejemplo empezamos a ver la radiación ionizante a partir del ultravioleta
en adelante con lo cual esos son los únicos tipos de radiación que pueden hacernos daño ahora habiendo dicho todo esto comparemos la radiación emitida por el sol versus la radiación emitida por la tierra en este gráfico podemos ver justamente eso aquí podemos apreciar que la cantidad de radiación emitida por el sol es mucho mayor que la de la tierra ya que su temperatura es mucho más alta sin embargo aparte de esto también podemos apreciar que la longitud de onda de la radiación emitida por el sol es mucho más corta que la de la tierra nuevamente
debido a su mayor temperatura con esto entonces podemos decir en términos generales que aunque el sol emite radiación en diferentes longitudes de onda la mayor parte de ésta se emite en forma de radiación de onda corta y de la misma forma aunque la tierra emite radiación en diferentes longitudes de onda la mayor parte se emite en forma de radiación de onda larga ahora hay que aclarar que cuando un cuerpo recibe radiación normalmente no la absorbe por completo ya que realmente un cuerpo puede comportarse de tres formas distintas ante la radiación en este caso el cuerpo
receptor puede reflejar la puede absorber la en forma de calor o puede ser díaz térmico es decir que la radiación lo atraviesa sin afectarlo ahora el tipo de comportamiento que presente un objeto ante la radiación dependerá primero que todo del tipo de radiación es decir de su longitud de onda y por otro lado también depende de las características intrínsecas de ese cuerpo sin embargo eso lo veremos un poco más en detalle en los siguientes vídeos cuando hablemos acerca de la radiación solar y la radiación terrestre espero que la información de este vídeo te haya resultado
útil si fue así darle al botón de me gusta suscríbete y activa la campana de notificaciones para que estés al tanto cada vez que se publique un nuevo vídeo [Música]
