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Para continuar nuestra incursión por el mundo del calor, hoy hablaremos un poco de cómo se transmite, ya que afecta, entre otras muchas cosas, a nuestra percepción sensorial del mismo. Básicamente, existen tres mecanismos por los que el calor puede transmitirse de un sitio a otro (siempre desde el foco más caliente al más frío si no hay aporte externo de energía, no lo olvidéis): conducción, convección y radiación. Todos ellos son cotidianos, así que los comprenderéis muy fácilmente, ya veréis.
Conducción
Cuando planchamos, el calor se transmite de la plancha a la ropa por conducción (Fuente: StockArch, licencia Creative Commons)
Cuando planchamos, el calor se transmite de la plancha a la ropa por conducción
(Fuente: StockArch, licencia Creative Commons)
La conducción es el mecanismo básico gracias al cual el calor puede transmitirse a través de los objetos sólidos: si tocamos el borde de la sartén cuando está en el fuego, o la puerta del horno de la cocina, sentiremos que están calientes, aunque el foco principal de calor esté en otra parte. El mecanismo en este caso sería análogo al de una cadena humana que acarrea cubos de agua para sofocar un incendio: las personas no se mueven mucho de su sitio, pero los cubos sí que lo hacen. Si comunicamos energía al extremo de un objeto sólido, los átomos de ese extremo comienzan a agitarse más velozmente que el resto, pero, poco a poco, esa agitación se va transmitiendo a los átomos vecinos, que son “empujados” por los átomos más “calientes”, de esta forma, la energía se va distribuyendo mediante estos empujones y, pasado un cierto tiempo, la agitación se ha transmitido a todos los átomos del objeto: se ha producido la transmisión de calor. Todos los sólidos conducen el calor, si bien no todos lo hacen con la misma eficacia. En el caso de los metales, que son los mejores conductores del calor, la agitación es muy eficazmente transmitida no por los átomos en sí, sino por los mismos electrones responsables de su buena conductividad eléctrica. Por otra parte, la conductividad de los gases es muy baja, por lo que se utilizan más bien como aislantes del calor (las plumas de nuestro edredón nórdico no tienen más cometido que encerrar una buena cantidad de aire en el interior de la funda). Nuestras sensaciones térmicas al tacto también dependen de la conducción. Cuando andamos descalzos por la casa, nuestros pies notan la “calidez” de la tarima de madera, y el frío de las baldosas del baño. ¡Pero tanto la tarima como las baldosas están a la misma temperatura que el resto de la casa! Lo que sucede es que las baldosas (como los metales) conducen el calor corporal (nuestro cuerpo siempre está más caliente que el resto de la casa, aunque tengamos la calefacción a tope) más rápidamente que la madera, por lo que la sensación de pérdida de calor es más rápida, y de ahí que digamos que están “más frías”. Quien haya leído, “Lo que Einstein le contó a su barbero“, del químico y divulgador americano Robert Wolke (y si no lo habéis leído, os lo recomiendo encarecidamente), recordará el consejo que éste daba al respecto: por mucho dinero que tengas, nunca te instales un retrete de plata; la plata es uno de los mejores conductores del calor conocidos…
Convección
El segundo mecanismo es la convección. En este caso, los átomos y moléculas sí que cambian sus posiciones, y por ello es un mecanismo propio de fluidos: líquidos y gases. De nuevo tenemos un ejemplo en nuestra misma cocina: si ponemos una cacerola con agua al fuego, el fondo de la cacerola se calienta rápidamente, así como el agua en contacto con ella. Al principio, el agua de la parte superior sigue fría, pero por poco tiempo: el agua caliente “asciende” desde la parte inferior, ya que es menos densa, y es reemplazada por el agua más fría, que desciende por su mayor densidad, creándose una corriente de convección. Otras corrientes de convección muy conocidas son las marinas, las que se dan en el manto terrestre, responsables de la deriva de los continentes y el vulcanismo, o las que se dan en la atmósfera: el aire caliente, también menos denso que el frío, asciende a las capas superiores de la atmósfera, creando una depresión, que es rellenada por aire frío procedente de las corrientes de convección: ¡abríguense que viene el cierzo!
Imagen térmica del enfriamiento de nuestra piel por convección del aire (Fuente: Gary Settles, licencia Wikimedia Commons)
Imagen térmica del enfriamiento de nuestra piel por convección del aire
(Fuente: Gary Settles, licencia Wikimedia Commons)