Transferencia de calor estacionaria y temperatura

La transferencia de calor se centra en el transporte de calor. El calor es una forma de energía que, en el día a día, se refleja en la temperatura perceptible. Para analizar este fenómeno desde un punto de vista físico, es necesario definir los términos de forma precisa.

A continuación, analizaremos en detalle los fundamentos de la transferencia de calor, para, más adelante, adentrarnos en los mecanismo concretos. El análisis se basa en un estado estacionario. Predomina un equilibrio energético. Las temperaturas ya no varían.

La temperatura es una magnitud que podemos sentir en nuestro día a día. Si medimos la temperatura con un termómetro, podemos obtener un valor objetivo. Este valor nos permite realizar cálculos y comparaciones .

Esto es importante, ya que nuestra experiencia y percepción subjetivas se suelen asociar con áreas más cercanas a una legitimidad fáctica.

En base a la temperatura, se determina (de forma subjetiva) lo que está caliente y lo que está frío.

En principio, esta definición no es incorrecta, sin embrago, desde un punto de vista físico, el frío es la ausencia de calor.
Es una definición comparable a la de que la «oscuridad» es la ausencia de la luz.

La temperatura es una magnitud independiente de la cantidad. A nivel atómico, la temperatura es el movimiento de los componentes de la materia. Dicho movimiento provoca vibraciones. Una temperatura alta representa un nivel de vibración muy elevado; si la temperatura es menor, el estado vibracional también lo es. La imagen de la izquierda lo explica a través de un modelo .

Una diferencia de temperatura implica al mismo tiempo una necesidad de compensación: la transferencia de calor.

La energía en forma de calor fluye siempre de la temperatura más alta a la temperatura más baja.
La energía cinética de las zonas calientes impulsa a la materia circundante a vibrar.

Por tanto, hacer descender la temperatura por debajo de la temperatura ambiente sólo es posible por medio de la transferencia de calor. Sin embargo, las instalaciones técnicas aprovechan los efectos que, aún así, permiten alcanzar un descenso en la temperatura (por ejemplo, en una nevera). No entraremos aquí a debatir estos efectos.