Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

Grado 10 → Física térmica ↓


Transferencia de calor


En el mundo de la física térmica, es muy importante entender cómo se mueve el calor de un lugar a otro. El calor es un tipo de energía y se mueve de diversas maneras. A esto lo llamamos "transferencia de calor". Exploremos este fascinante concepto.

¿Qué es el calor?

Antes de aprender cómo se mueve el calor, debemos entender qué es el calor. El calor es una forma de energía. Es la energía que proviene del movimiento de partículas en una sustancia. Todo en el universo está compuesto de partículas como moléculas y átomos, y estas partículas siempre están en movimiento. Cuanto más rápido se mueven, más calor producen. Incluso cosas simples como frotar tus manos juntas producen calor porque hace que las partículas en tu piel se muevan más rápido.

¿Cómo se mueve el calor?

El calor puede viajar de tres formas principales: conducción, convección y radiación. Cada forma es diferente, pero todas mueven energía de un lugar a otro.

Conductividad

La conducción es la transferencia de calor por contacto directo. Imagina que estás tocando una cuchara de metal que se coloca en una olla caliente de sopa. La cuchara se calienta porque el calor se mueve de la sopa a la cuchara. Eso es conducción.

    P = K * A * (T1 - T2) / D

En la fórmula anterior,

  • P es la tasa de transferencia de calor.
  • k es la conductividad térmica del material.
  • A es el área a través de la cual fluye el calor.
  • T1 - T2 es la diferencia de temperatura entre los dos extremos.
  • d es el grosor del material.

Los materiales que conducen bien el calor, como los metales, se llaman conductores. Los materiales que no conducen bien el calor se llaman malos conductores, como la madera o el plástico.

Ejemplo visual de conducción

Metal Madera

En la imagen vemos dos materiales: metal y madera. Las flechas muestran el flujo de calor a través de ambos materiales. Observa que el calor fluye más fácilmente a través del metal que a través de la madera.

Convección

La convección es la transferencia de calor por el movimiento de fluidos o gases. Ocurre porque las áreas más calientes del fluido o gas se mueven hacia áreas más frías. A medida que esto ocurre, el fluido o gas más frío reemplaza las áreas más calientes, y se forma un patrón de circulación continua.

Un ejemplo común de convección es el agua hirviendo. Cuando calientas agua en una olla, el agua en el fondo se calienta y sube. Luego, el agua más fría se hunde para ocupar su lugar. Este ciclo crea una corriente de convección que eventualmente calienta toda el agua.

Ejemplo visual de convección

En un ejemplo visual, podemos ver cómo un fluido se mueve alrededor debido a las corrientes de convección. Así es como los líquidos o gases transfieren el calor.

Radiación

La radiación es la transferencia de energía térmica a través de ondas electromagnéticas. A diferencia de la conducción y la convección, la radiación no necesita un medio para viajar. El calor del sol llega a la Tierra por radiación. Incluso en el espacio, donde hay vacío, la energía solar viaja por radiación.

Cuando sientes calor de una estufa al otro lado de la habitación, aunque el aire circundante no esté caliente, eso es radiación. Es el calor transferido directamente por ondas electromagnéticas.

Ejemplo visual de radiación

En este ejemplo, el calor del objeto naranja viaja en un camino recto hacia el círculo gris. Esto es similar a cómo la energía del sol nos llega en forma de radiación.

Ejemplos cotidianos de transferencia de calor

Entender cómo funciona el calor nos da una idea de la vida diaria. Aquí hay algunos ejemplos de cómo vemos conducción, convección y radiación:

  • Conducción: Cocinar es un gran ejemplo de esto. Cuando una olla se coloca en la estufa, el calor de la estufa entra primero en la olla y luego en la comida.
  • Convección: El cuerpo humano utiliza la convección para enfriarse. Cuando sudamos, el fluido en nuestra piel se evapora, enfriándonos a medida que el aire fluye sobre la superficie mojada.
  • Radiación: Usar microondas para calentar alimentos causa radiación. Este tipo de radiación trabaja en un nivel del espectro electromagnético diferente al del calor del sol, utilizando radiación de microondas.

Aislamiento

Los materiales aislantes son esenciales para controlar el flujo de calor. Evitan la pérdida o ganancia de calor no deseada. Piensa en un termo que mantiene tus bebidas calientes o frías. Utiliza materiales aislantes para mantener la temperatura interna constante reduciendo la transferencia de calor.

Ejemplo visual de aislamiento

Caja Aislada

En este ejemplo, el calor queda atrapado dentro de la caja aislada al reducir la transferencia de calor al entorno exterior, manteniendo el interior más cálido.

Conclusión

La transferencia de calor juega un papel vital en nuestras vidas y en el mundo que nos rodea. Desde tareas simples como hervir agua hasta sistemas complejos como calentar nuestros hogares, entender cómo se mueve el calor nos ayuda a innovar y a mejorar la eficiencia en una variedad de campos.

Hemos visto cómo el calor se mueve a través de conducción, convección y radiación. Comprender cada tipo de transferencia de calor nos permite aplicar el conocimiento a aplicaciones del mundo real, asegurando que podamos conservar energía y utilizar los recursos de manera efectiva.


Grado 10 → 3.2


U
username
0%
completado en Grado 10

← Anterior (3.1.4)
Equilibrio térmico
Siguiente (3.2.1) →
Conductividad

Comentarios 



Transferencia de calor

https://www.physicsflow.com/g10/3.2?pfal=es