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La transferencia de calor es el proceso físico de propagación del calor en distintos medios. La subdisciplina de la física que estudia estos procesos se llama a su vez termodinámica.
La transferencia de calor se produce siempre que existe un gradiente térmico en un sistema o cuando dos sistemas con diferentes temperaturas se ponen en contacto. El proceso persiste hasta alcanzar el equilibrio térmico, es decir, hasta que se igualan las temperaturas. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos cercanos o regiones lo suficientemente próximas se transfiere calor más rápido.
El estudio de la transferencia de calor se aplica en industrias químicas en etapas como la evaporación y secado. La evaporación consiste en eliminar una gran cantidad de agua mientras que el secado consiste en eliminar una baja cantidad de agua por lo que la transferencia de calor es menor para el secado que para la evaporación. Esto ocurre porque el calor latente es el que más prepondera en las ecuaciones de transferencia de calor. La transferencia de masa también acompaña a la transferencia de calor en las operaciones mencionadas.
La destilación fraccionada ocurre en una torre con relleno o con platos con el objeto de aumentar el área de contacto entre el vapor y el líquido formado de manera de retirar un líquido más puro en el componente menos volátil por debajo y un líquido más volátil por encima. También en la industria de los alimentos para fabricar pastas secas y para producir bebidas alcohólicas. Los casos más sencillos de transferencia de calor son transferencia de calor transitoria y estado estacionario unidimensional.