Radiación, Convección y Conducción, caminos al equilibrio térmico.

En la entrada anterior, hablamos de que dos sistemas alcanzan el equilibrio térmico si están en contacto, sin embargo, nunca hablamos de cómo lo hacen. Pues bien, hay tres formas por las que un sistema con mayor calor transmite su excedente de energía a otro, Conducción, Convección y Radiación.

La Conducción se da entre objetos en contacto únicamente, es decir, si no hay contacto no puede haber conducción. ¿Qué es exactamente la conducción? Wikipedia dice: "La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas.
La conducción del calor es muy reducida en el espacio vacío y es nula en el espacio vacío ideal, espacio sin energía.
El principal parámetro dependiente del material que regula la conducción de calor en los materiales es la conductividad térmica, una propiedad física que mide la capacidad de conducción de calor o capacidad de una substancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto. La inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor."

Es importante destacar que, cómo el articulo señala, en el vacío ideal no hay transferencia de calor por conducción, pues no hay partículas que puedan recibir la energía. En resumidas cuentas, la conducción de calor es cuando un objeto más caliente cede calor a otro menos caliente por contacto, sin que exista intercambio de materia entre los dos.

La Convección por otro lado, es exclusiva de los fluidos, y consiste en una propiedad que muchos fluidos poseen. Al aumentar su temperatura, su volumen aumenta y por tanto se desplazan por el empuje del resto del fluido hacia arriba, cediendo su lugar a fluido frío. Esta es la causa principal del viento, las corrientes oceánicas, y por lo tanto el clima en la Tierra. A diferencia de la conducción, en la convección la masa se mueve, transportando consigo su energía.

Por último tenemos la Radiación que seguro muchos han escuchado... Pues bien, esta NO es esa clase de radiación, a pesar de que están relacionadas por fenómenos termoeléctricos. Wikipedia dice: "Se denomina radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura. Todos los cuerpos con temperatura superior a 0 K emiten radiación electromagnética, siendo su intensidad dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. En lo que respecta a la transferencia de calor la radiación relevante es la comprendida en el rango de longitudes de onda de 0,1µm a 100µm, abarcando por tanto parte de la región ultravioleta, la visible y la infrarroja del espectro electromagnético.
La materia en un estado condensado (sólido o líquido) emite un espectro de radiación continuo. La frecuencia de onda emitida por radiación térmica es una densidad de probabilidad que depende solo de la temperatura."

Esta difiere de la "radiación" residual de las bombas atómicas o los reactores nucleares en que no hay decaimiento radioactivo; es decir, el Uranio por ejemplo produce radiación térmica por su temperatura, pero al ser inestable, su núcleo tiende a dividirse y liberar con ello rayos gamma y rayos alfa, que son en realidad un Neutrón, y un núcleo de Helio respectivamente, y que al liberarlos, el elemento transmuta en uno más ligero, en este caso a Torio o a Plomo.

En esencia, estas son las tres formas en las que el calor se transmite, usualmente no en una forma única, por ejemplo, todo objeto está emitiendo radiación térmica puesto que no hay objetos que estén a 0ºK, y algunos nos están calentando por convección o por conducción.