Propagación del calor

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Indicadores

- Describir la conducción como un mecanismo de transmisión del calor.

- Describir la convección como un mecanismo de transmisión del calor.

- Describir la radiación como un mecanismo de transmisión del calor.

- Determinar los diferentes medios de propagación del calor.

Introducción

El calor se propaga por convección, radiación o conducción. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua que hierve en una cacerola se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe el calor del Sol por radiación.

En los sólidos, la única forma de propagación del calor es la conducción. Si un extremo de una varilla metálica se calienta, el calor se transmitirá hasta el extremo más frío por conducción. Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, se producirá un movimiento del fluido que propagará el calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección. La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío, pues a través de sus ondas pueden aumentar la energía cinética de los átomos de los cuerpos y, por consiguiente, transmitir el calor.

Experimento 1: Transmisión de calor por convección

Materiales

2 botellas de plástico

Agua caliente y agua fría

Colorante vegetal

Procedimiento

1- Colocar en la botella de plástico el agua caliente y añadirle el colorante.

2- Colocar en la otra botella de plástico el agua fría.

3- Colocar la botella de agua fría encima de la botella con agua caliente.

4- Esperar por unos minutos hasta que se logre un equilibrio térmico.

5- Interpretar cómo se propaga el calor.

6- Recordar que la transmisión de calor por convección solo ocurre en líquidos y gases, y no en sólidos.

Experimento 2: Transmisión de calor por conducción

Materiales

Alambre grueso de 30 cm de largo

Guantes térmicos 

Mechero a alcohol

Procedimiento

1- Disponer del alambre extendido y tomarlo de un extremo. 

2- Prender el mechero y acercar el alambre al fuego.

3- Esperar unos minutos hasta que se caliente el alambre. 

4- Interpretar cómo viaja el calor de un cuerpo a otro en los sólidos.

Experimento 3: Transmisión de calor por radiación

Materiales

Foco común de 500 watt

Portalámparas 

Soporte universal

Procedimiento 

1- Sostener el foco y portalámparas con el soporte.

2- Enchufar de modo a encenderlo.

3- Colocar las manos a 15 cm del foco, de manera que su luz las irradie.

4- Dejar unos minutos el foco prendido y percibir el calor.

5- Describir cómo se propaga.

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