Contacto Convección

Convección (líquidos y gases)

La propagación del calor por convección se da en los líquidos y en los gases. Es decir cuando calentamos un líquido o un gas en un recipiente, las primeras partículas en calentarse son las del fondo, por la que parte del líquido o del gas del fondo se dilata y disminuye su densidad y al ocurrir esto esta parte del líquido o gas asciende por el recipiente y la parte del líquido o gas que estaba encima baja para ocupar el espacio dejado, originándose las llamadas corrientes de convección que van calentando todas las sustancias del recipiente.

Ejemplos en LÍQUIDO. :

*Tenemos un vaso de leche que está muy caliente. En su interior se introduce una cuchara. Al pasar un rato, si se toca la cuchara que se encuentra en su interior, se nota que se va calentando cada vez más. Esta transferencia de calor se ha producido desde una sustancia, que es la leche hasta un cuerpo que es la cuchara.

*Tenemos un globo lleno de agua calentamos el globo con una llama de un mechero y el globo no explota, esto debido a que el agua que contiene protege al globo de que no explote, pues lo caliente de la llama no quema la goma del globo sino que el calor de esa llama se transfiere al agua por conducción.

Algunos líquidos como el agua tienen una propiedad que se llama capacidad calorífica, es decir, la capacidad de absorber energía en forma de calor para aumentar 1°C de su temperatura. Como hay suficiente agua dentro del globo, para calentarla se necesita mayor energía (una llama más grande) y mucho tiempo

Ejemplos en los GASES. :

  • El aire por convección origina los vientos, brisas marinas en la playa
  • Si se coloca una espiral de cartulina, en un soporte universal y se sopla desde abajo hacia arriba se puede apreciar cómo esta comienza a girar alrededor del punto donde se apoya. También si se coloca una vela encendida o cualquier otra fuente de calor debajo del espiral, esta gira porque el aire que se calienta, asciende y esto se demuestra porque se pone en movimiento la espiral, igual que cuando se soplaba desde abajo hacia arriba. Por tanto, se producen corrientes de aire caliente que suben y de aire frío que baja.

Ejemplo de convección. Las brisas o vientos.

Uno de los ejemplos más clásicos e interesantes de transmisión de calor por convección es el de las brisas.

Imagina que estás en la playa, en verano, mirando hacia el mar, y el día es muy caluroso. Por razones de las que hablaremos más adelante en Termodinámica, aunque tanto la tierra como el mar se calientan al sol, la tierra lo hace más rápidamente que el mar, con lo que cuando miras al mar tienes una masa de agua más fría delante de tus ojos, y una masa terrestre más caliente a tu espalda.

Como consecuencia, el aire tras de ti se calienta por debajo como el de la olla con agua de arriba, se expande y asciende, mientras que el aire frío frente a ti es más denso y tiende a descender. Como consecuencia, el “hueco” dejado a tu espalda por el aire ascendente es rellenado por el aire frío frente a ti, que a su vez es reemplazado por el aire que tiene encima, etc. Lo que se forma entonces es una célula de convección, y el aire fresco procedente del mar sopla contra tu cara:

Cuando se hace de noche pasa lo contrario: una vez más, la tierra se enfría más rápidamente que el mar, con lo que el aire sobre el mar está más cálido que en tierra, se expande y eleva, es reemplazado por el que hay a tu espalda más frío, etc. Con lo que la brisa viene desde tierra adentro contra tu espalda y hacia el mar: