Asumiremos que te refieres al calor.
La radiación es exactamente lo que suena. Cualquier cuerpo que esté por encima del cero absoluto irradia calor, generalmente en las longitudes de onda infrarrojas. Es decir, “espontáneamente” emite una cantidad de calor que continúa hasta que interactúan con algo. Por supuesto, el mismo cuerpo también absorbe los fotones emitidos por otros cuerpos. Sin energía adicional insertada en un sistema cerrado, eventualmente todos los cuerpos en el sistema alcanzarían un equilibrio donde todos estuvieran a la misma temperatura, emitiendo y capturando el calor de los demás, y nunca alejándose de la temperatura de equilibrio “final”. Por supuesto, buena suerte encontrando un sistema cerrado.
Tanto la convección como la conducción tienen lugar por contacto de objetos físicos.
La convección se produce en fluidos (líquidos, gases). Si una región del fluido está a una temperatura más alta que el fluido circundante, entonces los átomos en esa región están vibrando más rápido que en el entorno, por lo que la región tiende a expandirse, haciéndose menos densa. El líquido más frío y más denso se hunde debajo del líquido más ligero y más caliente, desplazándolo (hacia arriba, si todo esto tiene lugar en un campo de gravedad, de lo contrario, en patrones más oscuros).
Entonces, en una olla donde se aplica calor al líquido en la parte inferior, ese líquido se eleva hacia la parte superior, al ser desplazado por un líquido más frío y denso que tiende a caer hacia la parte inferior … donde se calienta al estar cerca de la fuente de calor . Mientras tanto, el líquido previamente calentado cerca de la parte superior se está evaporando (eliminando el calor) e irradiando calor en todas direcciones, algunas de las cuales salen al aire circundante y se pierden del líquido. El líquido restante cerca de las áreas superiores, habiendo perdido algo del calor que ganó anteriormente, se vuelve más denso que el líquido recién calentado debajo, por lo que cambian de lugar y la rotación es por convección. Los dos flujos no son “de bordes duros”, como tuberías. Por lo general, se mueven en diferentes direcciones, pero también se mezclan donde entran en contacto, por lo que la agitación de la convección está extendiendo el calor. No se igualará hasta que se elimine la fuente de calor.
Mientras tanto, mientras tanto, el aire sobre la olla está recibiendo el calor emitido por el líquido, y el aire se comporta de la misma manera que el fluido mucho más denso … el aire calentado sobre el líquido se expande y aumenta a medida que es desplazado por el aire más frío. y se forma una columna de aire ascendente sobre el líquido caliente, que se repone constantemente con aire más frío que cae sobre la superficie del líquido y adquiere calor, comienza a expandirse y ascender del líquido … y así sucesivamente.
Eso deja la conducción. Cuando un material se calienta, sus átomos vibran más rápido. La vibración se propaga a través del material, a una velocidad que se rige por la estructura y la conductividad (capacidad de transferir la energía vibratoria) del material. En general, la estructura atómica densa y ordenada significa que la vibración se transfiere fácilmente, por lo que la energía térmica se propaga rápidamente desde el área de mayor actividad, la temperatura más alta. Si no se agrega nueva energía, la vibración del calor se propaga más y se vuelve menos energética a medida que se dispersa por todo el material. Si el material afectado (caliente) está en contacto con otro material, la energía de vibración puede transferirse a los átomos adyacentes del nuevo material, y luego comienza a propagarse en el nuevo medio, provocando una mayor vibración en los átomos vecinos, pero disminuyendo a medida que se propaga Si los dos objetos son del mismo material, la tasa de dispersión es la misma y la atenuación depende de la masa del material (s). Si el segundo material es diferente en densidad, estructura y capacidad para transferir energía vibracional entre átomos adyacentes, entonces la conducción tiene lugar a una velocidad mayor o menor que la del primer material. Entonces, por ejemplo, el primer material en recibir emoción adicional podría haber sido una olla, con líquido. Una vez que los átomos de la olla han acelerado su vibración, comienzan a mover los átomos del líquido que inmediatamente toca el lado o el fondo de la olla. El calor en la olla se dirige al líquido, donde se propaga por conducción y por convección y un poco de radiación.
Un sólido, como una olla de metal, no experimenta el flujo de sus átomos componentes: la estructura de cristal del metal no permite que los átomos se deslicen uno sobre otro. Están fijos en su conjunto y solo pueden moverse más rápido o más lento, por lo que la olla no se ve afectada por la convección, solo la conducción y la radiación. El líquido se ve afectado por los tres, aunque la conducción entre la olla y el líquido es el efecto primario en esa interfaz, luego la convección es el efecto primario de propagación del calor en todo el líquido, luego la evaporación y la radiación son los efectos principales en la interfaz fluido-aire. , luego principalmente la convección agita el calor en el aire. La conducción en un gas es pequeña en comparación con los otros mecanismos en ese gas.
¿Eso ayuda?
¿O fueron demasiadas palabras y no suficientes imágenes? 🙂
Otras personas pueden proporcionar las fórmulas que gobiernan cada efecto en cada medio. No lo he usado desde la universidad, he aquí, hace muchas décadas. Así que no me acuerdo.