Conducción, convección y radiación térmica | Termodinámica | Física | Khan Academy en Español

Summary

Este video explica los tres métodos principales de transferencia de energía térmica observados en el fuego: conducción, convección y radiación. A través de la combustión, las moléculas de carbono se excitan, transfiriendo energía cinética a las moléculas cercanas por conducción. La convección describe cómo el aire caliente sube, permitiendo que el aire frío baje y se caliente nuevamente. Finalmente, la radiación térmica se produce cuando las partículas cargadas aceleradas emiten ondas electromagnéticas, percibidas como calor. El video ilustra cómo estos procesos interactúan para crear la sensación de calor y el comportamiento de las llamas en un fuego.

Takeaways

• 😀 La combustión produce energía que excita las moléculas cercanas, aumentando su energía cinética.
• 😀 La conducción térmica ocurre cuando las moléculas con alta energía cinética transfieren calor a las que tienen menos energía.
• 😀 El calor se transmite a través de la conducción, donde las moléculas más calientes golpean a las más frías, transfiriendo energía.
• 😀 La convección es el proceso por el cual el aire caliente, al ser menos denso, asciende, dejando espacio para que el aire frío descienda.
• 😀 Las llamas en un fuego se elevan debido a la convección, con el aire caliente subiendo y el aire frío bajando hacia la fuente de calor.
• 😀 La radiación térmica es liberada por partículas cargadas que se aceleran al chocar entre sí, emitiendo radiación electromagnética.
• 😀 La radiación electromagnética es la forma de energía que podemos percibir como luz visible, pero también está en otras longitudes de onda no visibles.
• 😀 La radiación térmica de una llama puede ser sentida como calor incluso sin contacto directo, ya que excita las partículas en nuestra piel.
• 😀 La luz azul en las llamas es de mayor energía, indicando que las partículas están siendo aceleradas con más fuerza en esa área.
• 😀 Cuando observamos un fuego, estamos viendo una combinación de conducción, convección y radiación térmica, que interactúan entre sí.
• 😀 Aunque no podamos ver toda la radiación, esta se emite constantemente desde el fuego y es detectable con cámaras infrarrojas.

Q & A

¿Qué tres formas de transferencia de energía térmica se observan cuando vemos fuego?

Las tres formas de transferencia de energía térmica que se observan al ver fuego son conducción térmica, convección térmica y radiación térmica.

¿En qué parte del fuego ocurre la conducción térmica?

La conducción térmica ocurre en el combustible, donde las moléculas se calientan y transfieren su energía cinética a las moléculas cercanas.

¿Cómo se genera la energía en la reacción de combustión?

La energía se genera cuando los enlaces de las moléculas de carbono reaccionan con oxígeno y calor, produciendo dióxido de carbono y agua, liberando más energía de la que se ha puesto inicialmente.

¿Qué ocurre con las moléculas que están cerca de la combustión?

Las moléculas cercanas a la combustión adquieren una gran energía cinética debido a la liberación de calor, lo que provoca que colisionen con moléculas cercanas y les transfieran parte de esa energía.

¿Cómo se explica el fenómeno de la convección en un fuego?

La convección ocurre porque el aire caliente, al ser menos denso que el aire frío, se eleva, mientras que el aire frío desciende para calentarse, creando un ciclo de ascenso y descenso que distribuye el calor.

¿Por qué el aire caliente en un fuego tiende a elevarse?

El aire caliente tiene mayor energía cinética, lo que reduce su densidad y provoca que se eleve, mientras que el aire más frío, más denso, desciende para calentarse cerca de la fuente de calor.

¿Qué efecto tiene la radiación térmica en nuestra percepción del fuego?

La radiación térmica, que es una forma de energía electromagnética, nos permite percibir el calor del fuego, incluso cuando no estamos directamente en contacto con la llama.

¿Cómo se libera radiación electromagnética en el fuego?

La radiación electromagnética se libera cuando las partículas cargadas en el fuego (como los electrones y protones) se aceleran debido a las colisiones entre moléculas, lo que genera ondas electromagnéticas, algunas de las cuales son visibles como luz.

¿Por qué las llamas de un fuego cambian de color?

El cambio de color de las llamas se debe a que las partículas cargadas en el fuego se aceleran más a medida que se alejan de la fuente de combustión. Esto cambia la longitud de onda de la radiación, pasando del azul (alta energía) al rojo (baja energía).

¿Cómo se puede percibir el calor de un fuego sin contacto directo?

El calor del fuego se percibe a través de la radiación electromagnética, que excita las partículas en nuestra piel y nos hace sentir calor, incluso a distancia del fuego, como sucedió con el ejemplo de la explosión en la carretera.