La materia está presente a nuestro alrededor, en tres estados, sólido, líquido y gas. La conversión de materia de un estado a otro se denomina como un cambio en el estado, que tiene lugar debido al intercambio de calor entre la materia y sus alrededores. Por lo tanto, el calor es la transición de la energía de un sistema a otro, debido a la diferencia de temperatura, que se produce de tres formas diferentes, que son la conducción, la convección y la radiación.
Las personas a menudo malinterpretan estas formas de transferencia de calor, pero se basan en diversas interacciones físicas para transferir energía. Para estudiar la diferencia entre conducción, convección y radiación, echemos un vistazo al artículo que se proporciona a continuación.
Gráfica comparativa
| Bases para la comparación | Conducción | Convección | Radiación |
|---|---|---|---|
| Sentido | La conducción es un proceso en el que la transferencia de calor se realiza entre objetos por contacto directo. | La convección se refiere a la forma de transferencia de calor en la cual la transición de energía ocurre dentro del fluido. | La radiación alude al mecanismo por el cual el calor se transmite sin ningún contacto físico entre los objetos. |
| Representar | Cómo viaja el calor entre los objetos en contacto directo. | Cómo el calor pasa a través de los fluidos. | Cómo fluye el calor por los espacios vacíos. |
| Porque | Debido a la diferencia de temperatura. | Debido a la diferencia de densidad. | Ocurre de todos los objetos, a una temperatura superior a 0 K. |
| Ocurrencia | Ocurre en sólidos, a través de colisiones moleculares. | Ocurre en los fluidos, por el flujo real de materia. | Ocurre a cierta distancia y no calienta la sustancia interviniente. |
| Transferencia de calor | Utiliza sustancias sólidas calientes. | Utiliza sustancia intermedia. | Utiliza ondas electromagnéticas. |
| Velocidad | Lento | Lento | Rápido |
| Ley de reflexión y refracción. | No sigue | No sigue | Seguir |
Definición de Conducción
La conducción puede entenderse como el proceso, que permite la transferencia directa de calor a través de la materia, debido a la diferencia de temperatura, entre las partes adyacentes del objeto. Ocurre cuando aumenta la temperatura de las moléculas presentes en una sustancia, lo que resulta en una vibración vigorosa. Las moléculas chocan con las moléculas circundantes, haciéndolas vibrar también, lo que resulta en el transporte de energía térmica a la parte vecina del objeto.
En términos simples, cuando dos objetos estén en contacto directo entre sí, habrá una transferencia de calor del objeto más caliente al más frío, lo que se debe a la conducción. Además, los objetos que permiten que el calor se desplace fácilmente a través de ellos se llaman conductores.
Definición de convección
En ciencia, la convección implica la forma de transferencia de calor, por el movimiento real de la materia, que ocurre solo en los fluidos. Fluido alude a cualquier sustancia, cuyas moléculas se mueven libremente de un lugar a otro, como líquidos y gases. Sucede de forma natural o incluso con fuerza.
La gravedad tiene un gran papel que desempeñar en la convección natural, de modo que cuando la sustancia se calienta desde abajo, conduce a la expansión de la parte más caliente. Debido a la flotabilidad, la sustancia más caliente aumenta a medida que es menos densa y la sustancia más fría la reemplaza al hundirse en la parte inferior, debido a la alta densidad, que cuando se calienta se mueve hacia arriba y el proceso continúa. En la convección, al calentar la sustancia, las moléculas se dispersan y se separan.
Cuando la convección se realiza con fuerza, la sustancia se ve obligada a moverse hacia arriba por cualquier medio físico, como la bomba. Ej. Sistema de calentamiento de aire.
Definición de radiación
El mecanismo de transferencia de calor en el que no se requiere ningún medio se llama radiación. Se refiere al movimiento del calor en las ondas, ya que no necesita moléculas para viajar a través de ellas. El objeto no necesita estar en contacto directo entre sí para transmitir calor. Siempre que sienta calor sin tocar realmente el objeto, es debido a la radiación. Además, el color, la orientación de la superficie, etc. son algunas de las propiedades de la superficie de las que depende en gran medida la radiación.
En este proceso, la energía se transmite a través de ondas electromagnéticas llamadas energía radiante. Los objetos calientes generalmente emiten energía térmica a ambientes más fríos. La energía radiante es capaz de viajar en el vacío desde su fuente hasta los entornos más fríos. El mejor ejemplo de radiación es la energía solar que obtenemos del sol, aunque está muy lejos de nosotros.
Diferencias clave entre conducción, convección y radiación
Las diferencias sustanciales entre conducción, convección y radiación se explican como en:
- La conducción es un proceso en el cual el calor se transporta entre partes de un continuo, a través del contacto físico directo. La convección es el principio, en el que el calor se transmite por corrientes en un fluido, es decir, líquido o gas. La radiación es el mecanismo de transferencia de calor, en el que la transición tiene lugar a través de ondas electromagnéticas.
- La conducción muestra cómo se transfiere el calor entre los objetos en contacto directo, pero la convección refleja cómo el calor viaja a través de líquidos y gases. En contra de esto, la radiación indica cómo el calor viaja a través de lugares que no tienen moléculas.
- La conducción se lleva a cabo como resultado de la diferencia de temperatura, es decir, las corrientes de calor desde el área de alta temperatura al área de baja temperatura. La convección se produce debido a la variación en la densidad, de modo que el calor se mueve desde la región de baja densidad a la región de alta densidad. Por el contrario, todos los objetos liberan calor, teniendo una temperatura superior a 0 K.
- La conducción suele ocurrir en sólidos, a través de colisión molecular. La convección ocurre en fluidos por el movimiento masivo de moléculas en la misma dirección. En contraste, la radiación tiene lugar a través del vacío del espacio y no calienta el medio de intervención.
- La transferencia de calor se realiza a través de una sustancia sólida calentada, en conducción, mientras que en la convección, la energía térmica se transmite a través de un medio intermedio. A diferencia, la ración utiliza ondas electromagnéticas para transferir calor.
- La velocidad de conducción y convección es más lenta que la radiación.
- La conducción y la convección no siguen la ley de reflexión y refracción, mientras que la radiación obedece a la misma.
Conclusión
La termodinámica es el estudio de la transferencia de calor y los cambios relacionados con ella. La conducción no es más que la transferencia de calor de la parte más caliente a la más fría. La convección es la transferencia de calor mediante el movimiento hacia arriba y hacia abajo del fluido. La radiación se produce cuando el calor viaja a través del espacio vacío.
