17/03/2022
¿Alguna vez has notado que si tocas algo caliente, tú también te calientas? ¿O que el sol te calienta incluso si estás lejos? ¡Eso es el calor viajando! El calor es una energía que siempre está en movimiento, buscando pasar de los lugares más calientes a los lugares más fríos. Pero, ¿cómo hace ese viaje? ¡Hay tres maneras principales en las que el calor se mueve!
Imagina que el calor es un pequeño viajero con prisa por ir de un lugar a otro. Este viajero solo se mueve cuando hay una diferencia de temperatura. Es decir, si dos cosas están a la misma temperatura, el calor se queda quieto entre ellas. Pero si una está más caliente que la otra, ¡el calor empieza su aventura para equilibrar las cosas!
Las Tres Formas en que Viaja el Calor
El calor no viaja siempre de la misma manera. Dependiendo de si hay cosas tocándose, si es un líquido o un gas, o si está viajando por el espacio, usa una forma diferente. ¡Vamos a conocer a nuestros tres viajeros del calor!
1. La Conducción: ¡El Calor que Viaja Tocando!
La primera forma en que el calor viaja se llama conducción. Piensa en la conducción como si le dieras la mano a alguien y sintieras su calor. La conducción ocurre cuando el calor pasa de un lugar a otro porque las cosas se están tocando. ¡Es como si los pequeños trocitos de los materiales (que se llaman átomos) se pusieran a temblar muy rápido con el calor y empujaran a sus vecinos para pasarles ese temblor!
Un ejemplo muy fácil de entender es cuando tu mamá o tu papá cocinan sopa y dejan una cuchara de metal dentro. Después de un ratito, si tocas el mango de la cuchara (¡con cuidado de no quemarte!), notarás que también está caliente, aunque la parte que toca la sopa es la que está directamente en el calor. ¡El calor viajó por toda la cuchara, de la parte caliente a la parte fría, tocando cada pedacito de metal en el camino!
No todos los materiales dejan pasar el calor igual de bien. Algunos son muy buenos conductores, como los metales (el hierro, el aluminio). Por eso, las ollas y sartenes suelen ser de metal en el fondo para que el calor del fuego o la vitrocerámica pase rápido a la comida. Otros materiales son malos conductores del calor, ¡y esos son muy útiles! Se llaman aislantes. La madera, el plástico, la lana... todos ellos son aislantes. Por eso, los mangos de las ollas son de plástico o madera, para que puedas agarrarlas sin quemarte. ¡El calor de la olla no viaja fácilmente por el mango!
Las casas también usan aislantes en las paredes o el techo para que el calor de dentro no se escape en invierno y el calor de fuera no entre en verano. ¡Así se mantiene una temperatura agradable dentro!
2. La Convección: ¡El Calor que Viaja Moviéndose!
La segunda forma en que viaja el calor se llama convección. Esta forma de viajar es especial para los líquidos (como el agua) y los gases (como el aire). La convección ocurre cuando el propio líquido o gas caliente se mueve, llevando el calor consigo. ¡Es como si el calor se montara en un taxi hecho de agua o aire!
¿Cómo funciona? Cuando calientas un líquido o un gas, las partes que se calientan se vuelven más ligeras (menos densas) y suben. Al subir, dejan espacio para que las partes más frías y pesadas bajen. Una vez abajo, esas partes frías se calientan, se vuelven ligeras y suben, y así se forma un movimiento circular. ¡Este movimiento es la convección!
Piensa en una olla con agua al fuego. El agua del fondo, cerca del fuego, se calienta primero. Esa agua caliente sube. Cuando llega arriba, se enfría un poco y baja de nuevo para calentarse. ¡Así todo el agua de la olla se calienta por igual!
Otro ejemplo genial es el aire. El aire caliente sube (por eso los globos aerostáticos flotan, ¡porque llenan el globo con aire caliente que sube!). En una habitación con un radiador (un aparato que da calor), el aire cerca del radiador se calienta, sube hacia el techo, se mueve por la habitación, se enfría un poco y baja cerca de las ventanas o paredes frías. ¡Así se calienta toda la habitación!
A veces, este movimiento ocurre de forma natural, como en la olla o con el aire caliente subiendo. A eso se le llama convección natural. Pero a veces, necesitamos ayuda para mover el aire o el líquido, como cuando usamos un ventilador en verano para que el aire se mueva y nos refresque. ¡A eso se le llama convección forzada!
3. La Radiación: ¡El Calor que Viaja sin Tocar!
La tercera forma en que viaja el calor se llama radiación. Esta es quizás la más sorprendente, ¡porque el calor viaja sin necesidad de tocar nada y sin que haya un líquido o un gas moviéndose! La radiación viaja en forma de ondas, como las ondas de la luz o las ondas de la radio.
El ejemplo más grande y claro de radiación es el Sol. El Sol está a millones de kilómetros de distancia de nosotros, ¡y entre el Sol y la Tierra hay casi todo vacío! No hay nada que toque el Sol y la Tierra (conducción), ni hay aire o agua que se mueva entre ellos (convección). ¡Pero aun así, sentimos el calor del Sol! Ese calor viaja por el espacio vacío en forma de radiación.
Cuando te sientas cerca de una hoguera o una estufa, sientes el calor en tu cara o tus manos, aunque no toques la hoguera. ¡Esa es la radiación!
Todos los cuerpos que están un poco calientes (¡incluso tú!) emiten calor por radiación. Cuanto más caliente está algo, más radiación emite. Los colores también importan con la radiación. Los colores oscuros, como el negro, absorben más radiación (por eso te da más calor una camiseta negra al sol que una blanca) y también emiten más.
Los paneles solares, esos aparatos que se ponen en los tejados, ¡funcionan gracias a la radiación del Sol! Capturan la energía del calor y la luz que viaja por radiación para crear electricidad.
Comparando las Formas de Viaje del Calor
Para que quede más claro, veamos una pequeña tabla que resume cómo viaja el calor en cada una de las tres formas:
| Forma de Viaje | ¿Cómo Viaja el Calor? | ¿Necesita Tocar? | ¿En Qué Viaja? | Ejemplo Sencillo |
|---|---|---|---|---|
| Conducción | Pasando de partícula a partícula | Sí, las cosas deben tocarse | En materiales sólidos (principalmente) | La cuchara en la sopa caliente |
| Convección | Moviendo el líquido o el gas caliente | No, pero necesita un líquido o gas | En líquidos y gases | El agua que hierve en una olla, el aire que sube de un radiador |
| Radiación | En forma de ondas (como la luz) | No, puede viajar por el vacío | No necesita un medio material | El calor del Sol que nos llega, el calor de una hoguera |
¿Por Qué es Importante Saber Esto?
Entender cómo viaja el calor nos ayuda a muchas cosas. Nos ayuda a cocinar mejor (saber qué olla usar), a vestirnos para el frío o el calor (la ropa de lana es un buen aislante), a construir casas que mantengan una buena temperatura, ¡y hasta a entender por qué se forman las nubes o cómo funciona un termo para mantener la bebida caliente o fría!
Por ejemplo, un termo para mantener la bebida caliente intenta evitar que el calor se escape de las tres maneras. Tiene paredes que no conducen bien el calor, un espacio con vacío (donde el calor no puede viajar por convección ni conducción) y a veces paredes brillantes para que el calor por radiación rebote hacia adentro.
Saber sobre la transferencia de calor es como tener un superpoder para entender el mundo que nos rodea y cómo funcionan muchas cosas cotidianas.
Preguntas Frecuentes sobre el Viaje del Calor
Aquí tienes algunas preguntas que podrías tener y sus respuestas sencillas:
¿El frío también viaja?
En realidad, el frío no viaja. Lo que viaja es el calor, siempre de donde hay más a donde hay menos. Cuando sientes frío, es porque el calor de tu cuerpo se está yendo hacia algo más frío.
¿Por qué algunos materiales se calientan más rápido que otros?
Eso depende de su conductividad térmica. Los materiales con alta conductividad (como los metales) dejan pasar el calor muy rápido. Los materiales con baja conductividad (aislantes, como la madera o el plástico) lo dejan pasar despacio.
¿Puede el calor viajar de las tres formas a la vez?
¡Sí! En el ejemplo de la olla de agua hirviendo, el fuego calienta la olla por radiación, la olla calienta el agua que la toca por conducción, y el agua caliente se mueve por toda la olla por convección. ¡Los tres viajeros pueden trabajar juntos!
¿Por qué las ventanas son a veces dobles o triples?
Para aislar mejor. El aire atrapado entre los cristales es un buen aislante (mala conducción y convección), y a veces los cristales tienen tratamientos especiales para reducir la radiación. ¡Así se mantiene mejor la temperatura dentro de la casa!
¿Por qué la arena de la playa quema en verano y el agua está fría?
La arena se calienta muy rápido por radiación del sol y conducción (sus pequeños granos están en contacto). El agua también recibe radiación, pero necesita mucho más calor para subir su temperatura, y además el agua caliente se mueve (convección), mezclándose con el agua más fría de abajo. Así el agua de la superficie no se calienta tanto como la arena.
Conclusión
Hemos aprendido que el calor es una energía que siempre está en movimiento, buscando ir de los lugares calientes a los lugares fríos. Para hacer este viaje, el calor usa tres caminos diferentes: la conducción (tocando), la convección (moviéndose en líquidos y gases) y la radiación (viajando como ondas sin tocar). Entender cómo funciona cada una de estas formas nos ayuda a entender muchísimas cosas de nuestra vida diaria, desde cómo se calienta la comida hasta por qué el Sol nos da calor. ¡Ahora eres un experto en el viaje del calor!
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