domingo, 10 de octubre de 2010

En este blog, se pretende explicar algunos fenomenos fisicos que estamos en costante contacto con ellos, y quiza sin darnos cuenta, tales como lo son, transferencia de calor que este fenomeno lo podemos observar cuando calentamos algun objeto, la conduccion del calor que es el medio por el cual el calor viaja hacia el otro objeto,  la conveccion de calor, y la radiacion que hoy en dia es utilizada como un medio de medicina para curar ciertas enfermedades como el cancer.

1 TRANSFERENCIA DE CALOR

En física térmica, la transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo caliente a uno frío. Cuando un cuerpo físico, por ejemplo, un objeto o un fluido, está a una temperatura diferente de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de energía térmica, también conocida como transferencia de calor, ocurre en el sentido en el cuál el cuerpo y su entorno alcanzan el equilibrio térmico. la transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo caliente a uno frío, como resultado de la segunda ley de la termodinámica.


La transferencia de calor nunca puede ser detenida; solo puede hacerse más lenta.


La transferencia de calor clásica ocurre solamente a través de conducción, convección, radiación o cualquier combinación de ellas. La transferencia de calor asociada con el transporte de calor de un cambio de fase de una sustancia (Como el vapor de agua que lleva el calor del agua al hervir) es a veces tomada como una variación de convección de calor.

La transferencia de calor es de particular interés para los ingenieros, quienes intentan entender y controlar el flujo de calor a través del uso de aislamientos térmicos, intercambiadores de calor, y otros dispositivos. La transferencia de calor se enseña típicamente a los estudiantes y graduados de ingeniería mecánica y química.

Calor - transferencia de energía térmica, (es decir, de la energía y de la entropía) desde un material caliente a uno más frío. La transferencia de calor puede cambiar la energía térmica de los materiales.

Energía interna — la energía vibracional interna que las moléculas y los electrones que componen todos los materiales contienen (Excepto en el cero absoluto).

Conducción — transferencia de calor por difusión o vibración de los electrones.

Convección — transferencia de calor por conducción en un medio en movimiento, como un fluido.

Radiación — Transferencia de calor por radiación electromagnética o, equivalentemente, por fotones.

1.1 CONDUCCION DE CALOR

La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas.
La conducción del calor es muy reducida en el espacio vacío y es nula en el espacio vacío ideal, espacio sin energía.
El principal parámetro dependiente del material que regula la conducción de calor en los materiales es la conductividad térmica, una propiedad física que mide la capacidad de conducción de calor o capacidad de una substancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto. La inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.
La transferencia de energía o calor entre dos cuerpos diferentes por conducción o convección requiere el contacto directo de las moléculas de diferentes cuerpos, y se diferencian en que en la primera no hay movimiento macroscópico de materia mientras que en la segunda sí lo hay. Para la materia ordinaria la conducción y la convección son los mecanismos principales en la "materia fría", ya que la transferencia de energía térmica por radiación sólo representa una parte minúscula de la energía transferida. La transferencia de energía por radiación aumenta con la cuarta potencia de la temperatura (T4), siendo sólo una parte importante a partir de temperaturas superiores a varios miles de kelvin



Ley de Fourier.


Es la forma de transmitir el calor en cuerpos sólidos; se calienta un cuerpo, las moléculas que reciben directamente el calor aumentan su vibración y chocan con las que las rodean; estas a su vez hacen lo mismo con sus vecinas hasta que todas las moléculas del cuerpo se agitan, por esta razón, si el extremo de una varilla metálica se calienta con una flama, transcurre cierto tiempo hasta que el calor llega al otro extremo. El calor no se transmite con la misma facilidad por todos los cuerpos. Existen los denominados "buenos conductores del calor", que son aquellos materiales que permiten el paso del calor a través de ellos. Los "malos conductores o aislantes" son los que oponen mucha resistencia al paso de calor.
La conducción térmica está determinada por la ley de Fourier. Establece que la tasa de transferencia de calor por conducción en una dirección dada, es proporcional al área normal a la dirección del flujo de calor y al gradiente de temperatura en esa dirección.

1.2 CONVECCION

La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales fluidos. Éstos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, su densidad disminuye y ascienden desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que está a menor temperatura. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio de las corrientes ascendente y descendente del fluido.

La transferencia de calor implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de elementos macroscópicos de porciones calientes y frías de un gas o un líquido. Se incluye también el intercambio de energía entre una superficie sólida y un fluido o por medio de una bomba, un ventilador u otro dispositivo mecánico (convección mecánica, forzada o asistida).

En la transferencia de calor libre o natural un fluido es más caliente o más frío y en contacto con una superficie sólida, causa una circulación debido a las diferencias de densidades que resultan del gradiente de temperaturas en el fluido.

La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley del Enfriamiento de Newton:  dQ/dt=hAs(Ts-Tinf).


Donde h es el coeficiente de convección (ó coeficiente de película), As es el área del cuerpo en contacto con el fluido, Ts es la temperatura en la superficie del cuerpo y  es la temperatura del fluido lejos del cuerpo.

1.3 RADIACION


La ruptura de los núcleos inestables de átomos libera energía, partículas y rayos. Ello tiene como finalidad crear núcleos estables. Este rompimiento provoca radiactividad. Y el fenómeno en su conjunto, recibe el nombre de radiación.
La radiactividad fue descubierta en las sales de uranio por el físico francés Henri Becquerel en 1896.
La radiación es una forma de energía. Proviene de fuentes creadas por el hombre como maquinas de rayos X, de fuentes naturales como el Sol y el espacio exterior y de algunos materiales radioactivos como el uranio en la Tierra.
Radiación es una forma de energía que surge cuando las cargas eléctricas son aceleradas. Este movimiento de cargas eléctricas induce campos electromagnéticos dentro de la región que rodea la fuente de la carga.
Las materias radiactivas son consideradas peligrosas para la salud del hombre, aunque existen dosis máximas permisibles.
De esto último se deduce que la radioactividad también es usada para provecho del hombre. Algunos de los mayores logros de esta utilidad han sido los que se han producido en el campo de la medicina, para el tratamiento de algunas enfermedades como el cáncer.
Podríamos decir que la radiación puede ser natural o artificial, la natural debido a la emisión de partículas del núcleo de átomos pesados, a partir de un número atómico 83.


Existen varios tipos de Radiación que son:
 
¿De qué formas se puede entrar en contacto con la radiación?

La radiación no se transmite de una persona a otra. Pequeñas cantidades de materiales radiactivos se originan naturalmente en el aire, el agua potable, los alimentos y nuestro propio organismo.
Las personas también pueden tener contacto con la radiación a través de procedimientos médicos, como radiografías y algunos tratamientos para el cáncer.

ACCIDENTE DE CHERNOBYL


"Uno de los problemas mas grandes que ha sufrido la humanidad a causa de la radiacion es el accidente de chernobyl, al estallar un reactor de la planta atomica, la cantidad de material radiactivo liberado, que se estimó fue unas 500 veces mayor que la liberada por la bomba atómica arrojada en Hiroshima en 1945, causó directamente la muerte de 31 personas, forzó al gobierno de la Unión Soviética a la evacuación de unas 135.000 personas y provocó una alarma internacional al detectarse radiactividad en diversos países de Europa septentrional y central.
Además de las consecuencias económicas, los efectos a largo plazo del accidente sobre la salud pública han recibido la atención de varios estudios. Aunque sus conclusiones son objeto de controversia, sí coinciden en que miles de personas afectadas por la contaminación han sufrido o sufrirán en algún momento de su vida efectos en su salud.