La conducción y la convección son dos métodos diferentes para transmitir calor. La conducción es la transmisión de calor a través de sólidos, líquidos y gases mediante el movimiento molecular. La convección es la transferencia de calor por medio de corrientes en fluidos o gases que pueden ponerse en movimiento. Este proceso ocurre típicamente en líquidos o gases que tienen una densidad más baja que su entorno.
¿Qué es la conducción?
La conducción es la transferencia de calor a través de sólidos, líquidos y gases por el movimiento molecular de las partes más calientes a las más frías. La conducción ocurre cuando dos objetos están en contacto directo entre sí como resultado de compartir un límite contiguo, por ejemplo, tocándose o superponiéndose. En este proceso, la energía pasa entre las partículas debido a las colisiones cuando se mueven entre sí. Cuando un objeto se calienta, se vuelve menos denso porque sus moléculas vibran más rápidamente, lo que hace que se dispersen creando espacios donde antes no los había. Por lo tanto, el calor puede pasar fácilmente a estas áreas dentro de un material que ha sido calentado ya que la densidad será más baja allí que los materiales circundantes a temperatura ambiente (permitiendo una transmisión más fácil).
¿Qué es la convección?
Transferencia de Calor por Convección
La convección es la transferencia de calor por medio de corrientes en fluidos o gases que pueden ponerse en movimiento. La convección ocurre cuando un fluido (líquido o gas) se calienta y sus moléculas se vuelven menos densas, lo que hace que se eleve, mientras que las partículas circundantes más frías se hunden, creando así un movimiento circular dentro del material. Este flujo de masas cálidas y frías ayuda a distribuir el calor de manera uniforme por todo el objeto, pero también evita que las áreas se calienten demasiado, ya que el aire frío siempre reemplazará las secciones más cálidas a medida que se mueven hacia arriba. La convección se debe al contacto térmico del movimiento de partículas de fluido entre objetos que hacen que se toquen entre sí, lo que a su vez proporciona una vía para la transferencia de calor. Tenga en cuenta que debe haber alguna fuerza sobre el fluido que facilite su movimiento.
Diferencias clave entre conducción y convección
Ilustración de la transferencia de calor por conducción frente a convección
Diferencia basada en ejemplos.
La conducción ocurre en la Tierra debido al contacto directo entre materiales, como tocar metal con las manos, lo que transfiere parte de la energía almacenada en ellas a través de la piel. También sucede dentro de los hornos donde puedes sentir el calor que se transfiere a tu mano cuando la tocas o en los microondas donde las moléculas son forzadas rápidamente de un lado a otro provocando una fricción que calienta la comida.
La convección ocurre en la Tierra debido al calentamiento del aire, agua o cualquier otro fluido dentro de un recipiente, como agua hirviendo para cocinar arroz sobre una llama abierta (estufa de gas), porque este proceso mueve material de un lugar a otro por medio de corrientes. Otro ejemplo serían los globos aerostáticos, ya que el gas helio se expande si se calienta, lo que hace que el globo se eleve hacia el cielo, mientras que las partículas más frías que lo rodean se hunden hacia el nivel del suelo y se abren camino alrededor de los obstáculos hasta que se logra nuevamente el equilibrio convectivo.
Diferencia de temperatura
Para explicar la diferencia entre conducción y convección, primero comprendamos qué es la temperatura. La temperatura se puede definir como una «propiedad térmica que indica el calor o la frialdad de un objeto». Para transferir calor de un lugar a otro, debe haber alguna forma de contacto térmico entre dos objetos. La conducción ocurre principalmente debido a una diferencia de temperatura constante, mientras que la convección ocurre debido a una diferencia en densidad y flotabilidad.
En la Conducción, el calor se transporta de un lugar de alta temperatura a otro de baja temperatura.
La transferencia de calor por conducción se debe a la diferencia de temperatura entre dos objetos. En la convección, por otro lado, no es necesario que haya ninguna fuerza externa que actúe sobre el objeto y puede ocurrir incluso si están separados. Esto se conoce como convección natural. Otra forma de convección llamada convección forzada requiere alguna fuerza externa, como un ventilador.
Diferencia en efectividad
Cada método de transferir energía de un objeto o lugar a otro tiene sus propias ventajas y desventajas. La conducción es muy eficiente porque el calor viaja a través de partículas a diferentes temperaturas. Esto permite que la energía se transfiera de manera más efectiva ya que no tiene que cambiar de dirección ni transmitirse de un objeto a otro a través de un fluido. Aunque en fluidos y gases, la convección es más efectiva ya que puede transferir energía mucho más rápido.
Similitudes entre conducción y convección
Tanto la conducción como la convección son modos de transferencia de calor. Ambos también requieren contacto directo entre la fuente de calor y el objeto para ser efectivos. Ambos necesitan algún tipo de movimiento molecular para que se transfiera el calor.
preguntas frecuentes
¿Cuáles son los diferentes tipos de conducción?
Hay principalmente dos tipos de conducción, conducción en estado estacionario y transitoria.
¿Cuáles son los diferentes tipos de convección?
La convección se divide principalmente en dos categorías que incluyen natural y forzada. Ambos son diferentes en términos de cómo ocurren.
¿Cuál es más rápido?
La convección suele ser más rápida que la conducción porque no requiere contacto directo entre la fuente de calor y el objeto. La conducción requiere que haya contacto físico.
¿Qué tipo de transferencia de calor ocurre principalmente en la tierra?
La conducción es el principal modo de transferencia de calor que ocurre en la Tierra. La razón de esto es que requiere contacto directo entre objetos, lo que generalmente ocurre cuando las cosas están más cerca unas de otras.
¿En qué se diferencian en términos de transferencia de calor?
La convección ocurre cuando hay un movimiento forzado involucrado, mientras que la conducción ocurre con objetos que se tocan entre sí. La convección involucra fluidos o gases calientes que se elevan a fluidos o gases más fríos. La conducción es cuando el calor pasa entre dos objetos que se tocan.
Conclusión
En este artículo, hemos explorado la diferencia entre conducción y convección. De nuestra discusión, ahora debe comprender qué es cada proceso y cómo se puede usar para calentar un objeto o área del espacio. La convección y la conducción son dos conceptos muy importantes en muchas partes de la física y la ingeniería, ¡así que vale la pena entenderlos bien!