3 preguntas sobre transferencia de calor
1. ¡Mira la siguiente imagen!
Si se colocan tres tubos en una caja de vidrio cerrada como se muestra en la imagen, y se introduce humo de un rollo de papel en el extremo del tubo B, este saldrá por los tubos A y C, como se muestra en la imagen, este fenómeno se produce debido a la transferencia de calor por…
A. convección
B. conducción
C. inducción
Radiación D.
Discusión
Este fenómeno se produce por la transferencia de calor por convección. La transferencia de calor por convección es aquella que se produce cuando la materia se mueve. Algunos ejemplos de transferencia de calor por convección son el viento, el agua hirviendo o el movimiento del humo, como se muestra en la imagen superior.
¿Cómo se explica el movimiento del humo que se muestra en la imagen? Dentro de una caja de vidrio cerrada, hay una vela encendida. La llama calienta el aire circundante, aumentando la temperatura del aire dentro de la caja. Este aumento de temperatura provoca que el aire se expanda (aumente de volumen). Esta expansión provoca una disminución de la densidad del aire. Por lo tanto, la densidad del aire fuera de la caja es mayor que la del aire dentro de ella. Los gases se mueven naturalmente desde áreas con alta densidad de aire hacia áreas con baja densidad de aire. Esta diferencia en la densidad del aire hace que el humo fluya desde fuera de la caja, donde el aire es de alta densidad, hacia dentro de la caja, donde el aire es de baja densidad.
Una vez dentro de la caja de cristal, la llama de la vela calienta el humo, aumentando su temperatura y su volumen. Esto incrementa la densidad del humo, provocando que ascienda hacia zonas con menor densidad del aire. Recuerde que cuanto mayor sea la altura de un lugar sobre el nivel del suelo, menor será la densidad del aire, ya que la fuerza de la gravedad disminuye.
La respuesta correcta es A.
2. Presta atención a la siguiente afirmación:
1. El agua de la olla hierve porque se calienta.
2. Durante el día hace más calor que por la noche.
3. Los utensilios de cocina suelen tener mangos de madera o plástico.
4. La vela encendida se derretirá hasta que se acabe.
A partir de la afirmación que indica que el efecto de la radiación es número...
A. 1 y 3
B. 1 y 4
C. 2 y 4
D. 2 y 3
Discusión
Afirmación 1: El agua en la olla hierve porque se calienta.
Es cierto que parte del calor se transfiere de la llama al recipiente por radiación, y también parte del calor se transfiere del recipiente al agua por conducción. Pero el agua hirviendo es el resultado directo de la transferencia de calor por convección.
Afirmación 2: Durante el día hace más calor que por la noche.
Durante el día, el sol ilumina la superficie terrestre mediante radiación.
Declaración 3: Los utensilios de cocina generalmente tienen mangos de madera o plástico.
Si el mango del utensilio de cocina es de metal, las manos del cocinero se calentarán porque el calor se transmite por conducción a través del mango del utensilio.
Afirmación 4: Una vela encendida se derretirá hasta que se acabe.
La cera se derrite debido a la transferencia de calor por radiación desde la llama a la cera.
Por lo tanto, las afirmaciones que describen los efectos de la radiación son la 2 y la 4.
La respuesta correcta es C.
3. El fenómeno de convección correcto en líquidos se muestra en la imagen...
Discusión
La transferencia de calor por convección es la transferencia de calor acompañada del movimiento de la materia. Ejemplos de convección natural incluyen la ebullición del agua durante el calentamiento o la formación de brisas marinas y terrestres.
En el proceso anterior, el calor se transfiere inicialmente del fuego al recipiente por conducción , y de igual manera, el calor se transfiere del recipiente al agua por conducción. Posteriormente, el calor se transfiere de las moléculas de agua a otras moléculas de agua por convección.
El agua cerca del fondo del recipiente está más caliente, se expande y disminuye su densidad. Por el contrario, el agua que está por encima, o en la superficie, está más fría y, por lo tanto, tiene una mayor densidad.
El agua en el fondo del recipiente tiene menor densidad, lo que provoca que flote y sea reemplazada por el agua de mayor densidad que se encuentra encima. Este movimiento del agua dentro del recipiente continúa hasta que toda el agua alcanza la misma temperatura, es decir, hierve.
En la respuesta C se muestra un diagrama más preciso que describe el proceso de convección del agua en un recipiente. Esto se debe a que el agua más caliente, al expandirse, se mueve inmediatamente hacia arriba y no primero hacia los lados.
La respuesta correcta es C.
