Transmisión de calor

En general, se reconocen tres modos distintos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación, aunque, en rigor, solo la conducción y radiación debieran considerarse formas de transmisión de calor, porque solo ellas dependen exclusivamente de un desequilibrio térmico para producirse. Para que se produzca convección, tiene que haber un transporte mecánico de masa además de una diferencia de temperatura, sin embargo, teniendo en cuenta que la convección también transfiere energía de zonas con mayor temperatura a zonas con menor temperatura, normalmente se admite el modo transferencia de calor por convección.

Conducción

Si calentamos una barra metálica por un extremo, el calor se transmite hasta el otro extremo. El transporte de energía se realiza partícula a partícula; las partículas con mayor energía cinética ceden parte de su energía a las partículas adyacentes. Pero no todos los cuerpos conducen el calor por igual.

Los metales conducen mejor el calor que los plásticos o la madera. En la conducción se transporta energía sin que haya transporte de materia. De esta forma se transmite el calor en los sólidos.

Conductores y aislantes

Los metales conducen bastante bien el calor. Esto lo podemos comprobar en verano, cuando tocamos una verja u otro objeto metálico expuesto al sol y sentimos que nos quemamos. En este caso, como el metal es buen conductor del calor, este pasa rápidamente hasta nuestra mano. La sensación de frío que sucede en invierno al tocar la misma verja tiene el mismo motivo. Pero en este caso el calor sigue un camino inverso: desde nuestra mano hasta la verja.

Para cuantificar este carácter conductor del calor se emplea la magnitud llamada conductividad térmica. Los metales y otros materiales que conducen bien el calor tienen una conductividad térmica elevada. Los gases y la fibra de vidrio, por ejemplo, son buenos aislantes del calor.

Convección

Al calentar un recipiente que contiene agua, el calor se reparte rápidamente por toda la masa del líquido; esto es debido a que, cuando el agua del fondo se calienta, disminuye su densidad (se dilata) y sube a la superficie, desplazando a las partículas de las zonas más frías, que bajan. Se establecen corrientes de convección. En la convección hay transporte de energía y de materia. Así se transmite el calor en líquidos y gases.

Las corrientes de convección

Las corrientes de convección tienen mucho que ver con el tiempo atmosférico, y concretamente de los vientos. Los vientos son aire en movimiento que procede de lugares fríos, donde el aire pesará más y estará a ras de tierra, y se dirige a zonas cálidas, donde el aire caliente se habrá elevado y dejará un lugar que pasa a ocupar el aire frío.

Radiación

La energía se puede transportar de un cuerpo a otro sin que haya contacto físico entre ellos. La energía del Sol llega a la Tierra a través del vacío. Esta transmisión de energía se produce por radiación. Todos los cuerpos emiten energía por radiación; la cantidad que irradian depende de la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el ambiente. En la radiación, la energía pasa de un cuerpo a otro sin que haya contacto entre ellos.

• Los radiadores
• Las aguas de la superficie del mar reciben la radiación del sol por eso logran evaporarse.
• Los panaderos, cuando van a sacar el pan del horno, están recibiendo el calor procedente de este, por radiación.
• Los obreros metalúrgicos reciben mucho calor procedente de los altos hornos en que se funden los metales y ese calor les llega por radiación.
• En el hogar, cuando se está cocinando,los recipientes reciben el calor por radiación puesto que la fuente de calor, ni en contacto directo con ella, sino delante de las hornillas.

Los cristales aislantes

Para reducir el consumo de calefacción o aire acondicionado en una vivienda, la mejor opción es aislar la casa convenientemente. Para ello, es imprescindible dotar a las ventanas de un sistema que evite pérdidas de calor. El procedimiento más utilizado en la actualidad consiste en emplear dos por un pequeño espacio del que se extrae el aire. Así, como no existe materia entre las dos láminas, el calor fluye mucho más lentamente desde una a la otra

El termo

Cuando dos cuerpos a distinta temperatura entran en contacto, se produce un flujo de calor entre ellos hasta que la temperatura se iguala. Sin embargo, la bebida contenida en un termo mantiene su temperatura durante muchas horas, aunque el ambiente se encuentre mucho más frío o mucho más caliente. ¿Cómo es esto posible? La respuesta se encuentra en la forma en que se transmite el calor y en la capacidad aislante que tienen algunos materiales. 
En efecto, un termo está formado por varias capas entre las cuales se hace el vacío para evitar pérdidas de calor. La cámara de vacío y el material reflectante impiden que el líquido contenido en un termo pierda o gane energía, ya sea por calor o por radiación. Por eso mantiene su temperatura más o menos constante.