convecció

La convecció és un procés que ocorre en la naturalesa pel qual la calor es transfereix entre substàncies líquides, gasoses o líquid amb líquid, sòlid i líquid, etc. Totes aquestes combinacions són possibles quan parlem d'aquest procés d'intercanvi de calor en què tots dos cossos, independentment de l'estat en què es trobin tindran diferents temperatures. La convecció és un procés important en la meteorologia que comporta una transferència de calor entre masses d'aire.

Vols saber més sobre la convecció? En aquest article anem a explicar-te tot sobre això.

Transferència de calor

La transferència de calor és el principal en la convecció. És igual l'estat de cada cos, que mentre hi hagi una diferència de temperatures notable, es pot produir la convecció. Aquest és un procés que vam aprofitar per escalfar l'aigua en una olla. Quan dos cossos a diferent temperatura es troben, té lloc el que coneixem com a flux de calor. És el cos de major temperatura el qual transfereix la calor a el que menys.

Aquesta és una de les raons per les quals, quan posem la mà a prop de l'estufa, vam notar la calor. L'estufa no està transferint aquesta calor. També hi ha altres processos de transferència de calor com la radiació i la conducció que s'expliquen en conjunt amb la convecció, així que també els donarem un repàs més endavant.

Tant els líquids com els gasos es consideren fluids. El moviment que tenen les seves molècules és el responsable que la calor pugui establir un flux entre els dos cossos. La mala conductivitat tèrmica fa que la massa hagi d'estar forçada a extreure o donar calor. Per a això, refreda o escalfen els sòlids o líquids.

A les calderes s'empra un intercanviador de calor. Això consisteix en una canonada metàl·lica on circula aigua al seu interior. A l'exterior tindrem gas a temperatura molt alta. Pel procés de convecció, el gas podrà cedir la seva calor a l'tub metàl·lic i l'aigua el rebrà per conducció. El tub es calenta i cedeix calor a l'aigua que circula per una altra direcció. Aquesta aigua, a l'rebre la calor per convecció, s'escalfa fins a esdevenir vapor.

Conducció

Un dels temes que més es tracta quan es parla d'energia és la transferència tant directa com indirecta de calor. En els aparells elèctrics de la llar utilitzem la calefacció i l'aire condicionat per transferir calor o fred. Aquests aparells també tenen les seves pèrdues d'energia. El global entre la quantitat d'energia que fem servir i la que perdem es qualifica com eficiència energètica i és una variable important a tenir en compte en el preu final d'un producte.

La conducció és el procés que sol entendre fàcilment tot el món. Es tracta d' una transferència de calor entre dos punts que estan a diferent temperatura. Aquesta transferència es produeix sense que hi hagi un intercanvi de matèria entre ells. Un exemple senzill és: tenim una barra metàl·lica en el qual en un extrem està a 80 graus i l'altre a temperatura ambient. Si no hi ha altra influència externa, es produirà una transferència de calor per conducció des de l'extrem calent fins al fred. Això provocarà que l'extrem fred acabi per escalfar-se. Que dir que la conducció depèn enterament de el tipus de material que estem parlant. No és el mateix parlar d'una barra de metall que d'una de fusta. La conductivitat és un element a tenir en compte en aquest procés físic d'intercanvi d'energia.

radiació

Un altre procés pel qual s'intercanvia la calor és la radiació. També la fem servir enormement a la llar. És la calor que emet un cos a causa de la seva temperatura però sense que hi hagi ni tan sols contacte entre els cossos. Vèiem que en la conducció deu a haver frec entre cossos o extensió de calor pel mateix cos. El que no podia haver era intercanvi de matèria. En aquest cas, el cos més calent pot escalfar a el fred sense ni tan sols tocar-lo.

En aquest tipus de procés veurem un intercanvi de calor per el simple fet d'existir un cos més calent que un altre. Perquè aquest procés es pugui percebre, cal que el cos més calent estigui a una temperatura molt elevada. Un exemple senzill d'això es pot veure a l'estiu quan vas a la platja. Quan deixes el cotxe aparcat i passen les hores, tornes per agafar alguna cosa i a l'tocar el metall de les portes et cremes del calent que està. El Sol es troba a una distància molt llunyana i, però, per radiació és capaç de transferir aquesta calor cap al cotxe.

En el cas de la radiació també tenim en compte el tipus de material que estem tractant. Una superfície de fusta s'escalfa però no és capaç d'emmagatzemar tanta calor per les seves propietats aïllants.

Tipus de convecció

Un cop hem explicat les possibles transferències de calor que existeixen, anem a comptar els tipus de convecció que existeixen. La transferència de calor per convecció pot donar-se de diverses maneres i són:

• forçada: es realitza a través d'un ventilador, en el cas d'aire, o una bomba, en el cas d'aigua, en el qual el fluid es mou a través d'una zona calenta i es transporta la calor cap a una zona freda.
• Natural: Ocorre quan el fluid extreu la calor de la zona calenta i modifica la seva densitat. Això fa que es desplaci cap a la zona més freda on cedirà la seva calor.

Per entendre millor els diferents tipus de convecció posarem un exemple. Si encenem un radiador, hem d'esperar a que la temperatura s'incrementi. Si posem la mà a sobre de l'radiador a una distància curta, veurem que hi ha un flux d'aire totalment natural, ja que l'aire calent tendeix a ascendir. L'aire del voltant s'escalfa i disminueix la seva densitat, fent que tot menys. Així, flueix cap amunt fent que passi de nou l'aire, renovant de forma contínua. És com si fos un procés cíclic.

Espero que amb aquesta informació puguis saber més sobre la convecció i la transferència de calor.