Si tengo un dispositivo que alcanza temperaturas de 2000-3000 F, y otro objeto que tiene una temperatura de 100-200 F, ¿el objeto más caliente transferirá más rápido ya que el otro objeto es más frío y el calor se transferirá a lugares más fríos? ¿O se transferirá el calor a la misma velocidad?
Respuesta corta:
Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, mayor será la velocidad a la que se transfiere el calor.
Respuesta más larga y detallada, basada en Wikipedia Heat and Temperature
El calor se transfiere por uno o más de tres procesos.
Conducción, un ejemplo de lo cual es tener los objetos en contacto físico.
Convección, en la que el calor se transfiere a través de un medio, como el aire, por lo que es un proceso más lento y mucho menos eficiente.
La radiación, que es la forma en que el calor del Sol nos llega a través del vacío del espacio.
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 y hacia los cuales se transfiere la energía. La transferencia de calor se producirá en una dirección que aumente la entropía del conjunto de sistemas.
Una complicación del proceso de transferencia de calor es la Ley de enfriamiento de Newton, aunque no se aplica a los tres métodos de transferencia de calor descritos anteriormente:
La ley de enfriamiento de Newton establece que la tasa de pérdida de calor de un cuerpo es proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y su entorno. Como tal, es equivalente a afirmar que el coeficiente de transferencia de calor, que media entre las pérdidas de calor y las diferencias de temperatura, es una constante. Esta condición es generalmente cierta en la conducción térmica (donde está garantizada por la ley de Fourier), pero a menudo solo es aproximadamente cierta en condiciones de transferencia de calor por convección, donde una serie de procesos físicos hacen que los coeficientes de transferencia de calor efectivos dependan un poco de las diferencias de temperatura. Finalmente, en el caso de la transferencia de calor por radiación térmica, la ley de enfriamiento de Newton no es cierta.
La cantidad de calor que sale del objeto caliente será igual a la cantidad de calor recibido por el objeto más frío (suponiendo que no haya nada más alrededor que reciba parte del calor). La velocidad (en W) a la que el calor se transfiere del objeto más caliente al objeto más frío aumenta con la diferencia de temperatura entre los objetos.
La ley de conducción de calor, también conocida como ley de Fourier, establece que la velocidad de transferencia de calor a través de un material es proporcional al gradiente negativo de temperatura.
A medida que la diferencia de temperatura es mayor, la tasa de cambio de temperatura será mayor. Lo contrario también es cierto.
Una de las claves para recordar es que la ley absoluta se relaciona con dos sustancias, cada una en contacto directo entre sí y sin resistencia al flujo de calor dentro de ellas. En la práctica, tales sustancias no existen; todas las sustancias presentan resistencia al flujo de calor. En el caso de un radiador, por ejemplo, existe un gradiente térmico dentro del fluido interno, dentro del metal que separa el fluido del aire de enfriamiento y dentro del aire en contacto con el metal; por tanto, las dos sustancias que intercambian calor no están en contacto directo. El calor que se elimina del fluido crea el gradiente interno, porque hay una resistencia al flujo de calor dentro del fluido, al igual que hay dentro del aire que enfría, mientras que el metal que separa los fluidos también tiene un gradiente a través de su cruz. área de la sección.
La tasa de transferencia de calor entre dos superficies es igual a la diferencia de temperatura dividida por la resistencia térmica total entre dos superficies.
haru fujimura