CAPTULO I: INTRODUCCIN Y CONCEPTOS BSICOS.1.1. Fundamentos HistricosYunos C. (1997), fundamenta que:El calor siempre se ha percibido como algo que produce una sensacin de tibieza y se podra pensar que su naturaleza es una de las primeras cosas comprendidas por la humanidad (Ver anexo, figura 1). Pero fue hacia mediados del siglo XIX cuanto tuvimos una verdadera comprensin fsica de la naturaleza del calor, gracias al desarrollo en esa poca de la teora cintica, en la cual se considera a las molculas como bolas diminutas que estn en movimiento y que, por tanto, poseen energa cintica. El calor entonces se define como la energa asociada con el movimiento aleatorio de los tomos y molculas.(P.3)1.2. Transferencia de calor en la Ingeniera.Yunos C. (1997) especifica que:El equipo de transferencia de calor como los intercambiadores de calor, las calderas, los condensadores, los radiadores, los calentadores, los hornos, los refrigeradores y los colectores solares est diseado tomando en cuenta en anlisis de la transferencia de calor(Ver anexo, figura2). Los problemas de dimensionamiento tratan con la determinacin del tamao de un sistema con el fin de transferir calor a una razn determinada para una diferencia especfica de temperatura. (P.4)El citado autor tambin manifiesta que un aparato o proceso de ingeniera puede estudiarse en forma experimental (realizacin de pruebas y toma de mediciones) o en forma analtica (mediante el anlisis o la elaboracin de clculos).1.3. Orgenes Fsicos y modelos.Como estudiantes de ingeniera es importante que entendamos los mecanismos fsicos que sirven de base a los modos de transferencia de calor y seamos capaces de usar los modelos que proporcionan la cantidad de energa que se transfiere por unidad de tiempo.1.3.1. Conduccin.Para Manrique J. (2002) el fenmeno de transferencia de calor por conduccin constituye un proceso de propagacin de energa de un medio slido, lquido o gaseoso mediante la comunicacin molecular directa cuando existe un gradiente de temperatura. En el caso de lquidos y gases, tal transferencia es importante siempre que se tomen las precauciones debidas para eliminar las corrientes naturales del flujo que pueden presentarse como consecuencia de densidad que presentan ambos fluidos. De aqu que la transferencia de calor por conduccin sea de particular importancia en slidos sujetos a una variacin de temperatura. (P.2)

Segn Yunos C. (1997) afirma sobre la conduccin que:Es la transferencia de energa de las partculas ms energticas de una sustancia hacia las adyacentes menos energticas, como resultado de interacciones entre esas partculas. La conduccin puede tener lugar en los slidos, lquidos o gases.En los gases y lquidos la conduccin se debe a las colisiones y a la difusin durante su movimiento aleatorio. En los slidos se debe a la combinacin de las vibraciones de las molculas en una retcula y al transporte de energa por parte de electrones libres. Por ejemplo, llegar el momento en que una bebida enlatada fra en cuarto clido se caliente hasta la temperatura ambiente como resultado de transferencia de calor por conduccin, del cuarto hacia la bebida, a travs del aluminio. (P.17)

Holman (1986) enuncia que la experiencia ha demostrado que cuando existe un gradiente de temperatura en un cuerpo, hay una transferencia de energa de la regin de alta temperatura la de la baja temperatura. Decimos que la energa es transferida por conduccin y que la rapidez de trasferencia de energa por unidaidad de rea es proporcional al gradiente normal de la temperatura. (P.18)1.3.2. Conveccin. Yunos C. (1997) concluye que:La conveccin es el modo de transferencia de energa entre una superficie slida y el lquido o gas adyacentes que estn en movimiento y comprende los efectos combinados de la conduccin y el movimiento de fluidos. Entre ms rpido es el movimiento de un fluido, mayor es la transferencia de calor por conveccin. Considere el enfriamiento de un bloque caliente al soplar aire fro su superficie superior. La energa se transfiere primero a la capa de aire adyacente al bloque, por conduccin. Enseguida, esta energa es acarreada alejndola de la superficie, por conveccin. (P.25)

Para Holman (1986), sabemos muy bien que una placa de metal caliente se enfra con mayor rapidez cuando se le coloca frente a un ventilador, que cuando se le expone a un aire en reposo. Decimos que el calor se disip por conveccin y llamamos al proceso de transferencia de calor por conveccin. (P.27).

Kern D. (1965) llega al punto de que la transferencia de calor por conveccin se debe al movimiento del fluido. El fluido fro adyacente a superficies calientes recibe calor que luego transfiere al resto del fluido frio mezclndose en l. (P.43).Conveccin es para Manrique J. (2002) el fenmeno de transferencia de calor es un proceso de transporte de energa que se lleva a acabo como consecuencia del movimiento de un fluido (liquido o gas) en la vecindad de una superficie, y est ntimamente relacionado con su movimiento. (P.7)1.3.3. RadiacinTanto los mecanismos de transferencia de calor por conduccin como por conveccin requieren un medio para propagar la energa. Sin embargo, el calor puede tambin propagarse en el vaco absoluto mediante radiacin. A una temperatura dada todos los cuerpos emiten radiacin en diferentes longitudes de onda, pero la magnitud de sta depende de la temperatura absoluta y de las caractersticas superficiales de dichos cuerpos. (Manrique J. (2002); P. 10)

Kern D. (1965) considera a la radiacin:Como un fenmeno perteneciente solo a cuerpos calientes luminosos. En la conduccin de calor a travs de slidos, el mecanismo consiste en la transferencia de energa a travs de cuerpos cuyas molculas, excepto por las vibraciones, permanecen continuamente en posiciones fijas. La transferencia de calor radiante no requiere la intervencin de un medio, y el calor puede ser trasmitido por radiacin a travs del vaco absoluto. (P.85)

En contraste con los mecanismos de conduccin y conveccin, en donde est involucrada la transferencia de energa a travs de un medio material, el calor tambin se puede transferir a regiones donde existe el vaco perfecto. En este caso, el mecanismo es la radiacin electromagntica. La radiacin electromagntica es propagada como resultado de una diferencia de temperaturas; a esto se le llama radiacin trmica. (Holman (1986) (P.29))La radiacin para Yunos C. (1997) es la energa emitida por la materia en forma de ondas electromagnticas(o fotones) como resultado de los cambios de configuraciones electrnicas de los tomos o molculas. A diferencia de la conduccin y la conveccin, la transferencia de calor por radiacin no requiere la presencia de un medio interventor. De hecho, la transferencia de calor por radiacin es la ms rpida(a la velocidad de la luz) y no sufre atenuaciones un vaco. Esta es la manera en la que la energa del Sol llega a la Tierra.1.4. Ley de enfriamiento de NewtonCuando la diferencia de temperaturas entre un cuerpo y su medio ambiente no es demasiado grande, el calor transferido en la unidad de tiempo hacia el cuerpo o desde el cuerpo por conduccin, conveccin y radiacin es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el medio externo. (Annimo, s.f. Recuperado en: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/enfriamiento/enfriamiento.htm)

Se denomina enfriamiento newtoniano a aquel proceso de enfriamiento que sigue una ley determinada experimentalmente por Isaac Newton, segn la cual la velocidad de enfriamiento de un cuerpo clido en un ambiente ms fro Tm, cuya temperatura es T, es proporcional a la diferencia entre la temperatura instantnea del cuerpo y la del ambiente.( Enfriamiento Newtoniano (2015). En Wikipedia. Recuperado el 11 de mayo del 2015 de https://es.wikipedia.org/wiki/Enfriamiento_newtoniano)