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Transferencia de calor en placas y paneles solares

por: Eliseo Sebastian
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Transferencia de calor en placas y paneles solares

Los cuerpos contienen cantidad de moléculas con Energía

Transferencia de Calor

1. Introducción

Los cuerpos de temperatura más alta pueden transmitir energía en forma de calor a los cuerpos de temperatura más baja. Como lo mencionamos en nuestro artículo adjunto, en los Sistemas de Energía Solar es importante diferenciar los conceptos relacionados con los mecanismos de transmisión de calor; incidir en los detalles de una transmisión de energía, entender lo que es el calor y dominar su uso en los paneles fotovoltaicos.

Transferencia de Calor en Paneles y Placas Térmicas

La Termodinámica explica la transferencia de energía de un cuerpo a otro en equilibrio, pero si requerimos ahondar más esta transferencia y velar su velocidad, nos complicamos.

La transferencia de calor entre dos cuerpos o un cuerpo y sus alrededores siempre ocurre cuando hay una diferencia de temperatura entre estos cuerpos o un cuerpo y su entorno. 

Más sencillo es indicar que la transferencia de calor de un cuerpo a otro o de un cuerpo a su entorno se puede hacer mediante: Conducción del calor, Flujo de calor (Convección) y Radiación térmica.

Estos tres tipos de transferencia de calor pueden ocurrir individualmente, pero también juntos.

2. Transferencias de calor

2.1. Conducción

La conducción es la manera de transferir calor desde una masa de temperatura más elevada a otra de temperatura inferior por contacto directo.

Calor en los fluidos
2.2. Convección o flujo

Es la transferencia de calor entre superficies, caso de fluidos en movimiento, moléculas en movimiento de un punto a otro dentro del fluido.

El agua fría que fluye sobre una superficie caliente gana calor gracias a este proceso.

En un tanque de agua, las moléculas calientes se expanden porque pesan menos y se mueven hacia arriba mientras que la gravedad atrae las moléculas más frías y pesadas hacia abajo.

A este intercambio de calor se le llama también «termosifón» fenómeno que se produce en los fluidos.

2.3. Radiación térmica

Mecanismo en el que la transmisión de calor se produce mediante la absorción y emisión por ondas electromagnéticas, por lo que no es necesario una masa ni un medio material para la transmisión de calor.

Como lo dice ‘taringa.net‘ «Las ondas electromagnéticas son producto de la interacción de los campos «eléctrico» y «magnético».

Se reconoce a una onda electromagnética por su frecuencia y su longitud de onda, siendo ambas inversamente proporcionales entre sí. Éstas se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. Se propaga en el Vacío o Espacio».

Un ejemplo de radiación y convección con las canchitas de maíz: Al calentar los granos de maíz dentro de microondas estos se están cociendo por la radiación y convección en microonda. El aire caliente transfiere el calor a los granos, se transmiten el calor entre ellos hasta terminar inclusive con unos ruidos de cocción listos para ser consumidos.  El sol es un radiador perfecto. Así es que la luz del sol se convierte en calor para calentar el agua o se convierte en electricidad para generar la luz

El calor del fuego

3. La llama (fuego)

El fuego muy caliente brilla de color blanco.

Es una reacción química de oxidación violenta de una materia combustible. Aquí la energía de la reacción se transmite en forma de calor y de luz. 

El fuego es la emisión de luz resultante de la reacción de combustión.

Esta llama es provocada por la emisión de energía de los átomos de algunas de las partículas que se encuentran en los gases de la combustión, al ser excitados por el intenso calor aquí generado.

El cuerpo se enfría con la temperatura más alta. Los cuerpos de temperatura más alta pueden transmitir energía en forma de calor a los cuerpos de temperatura más baja.

4. Fenómenos por intercambio

Cuando el calor es liberado o absorbido por un cuerpo, puede tener los siguientes efectos:

La temperatura del cuerpo disminuye o aumenta.
El estado de agregación del cuerpo cambia.
El volumen del cuerpo cambia.
La presión en el cuerpo cambia. Esto se aplica en particular a los líquidos y gases en recipientes cerrados.

Cuando se libera calor de un cuerpo, este reduce su energía térmica por lo mismo que la energía térmica aumenta en el cuerpo al que se transfiere el calor.

El calor es, por lo tanto, una medida de la energía térmica suministrada o descargada. En general, el calor indica la cantidad de ‘energía térmica’ que se transfiere de un cuerpo a otro.

Cuerpos, calor y luz

5. Conclusiones

Nuestro compromiso de cambiar el mundo va más allá de transformar la manera en que se puede vivir reduciendo al mínimo la huella de carbón y mantener nuestra tecnología limpia en el planeta. Por ello nos detenemos en comprender más el tema de ‘cómo se transmite el calor en los cuerpos’.

El calor es la cantidad de energía térmica que se transfiere de un cuerpo a otro.

La radiación no es otra cosa que la emisión, propagación y transferencia de energía en cualquier medio en forma de ondas electromagnéticas o partículas. La transferencia de calor de un cuerpo a otro o de un cuerpo a su entorno se puede hacer mediante estos tres fenómenos: Conducción del calor, Flujo de calor (Convección) y Radiación térmica.

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