Conducción térmica, convección, y radiación

Cuando observamos lo que llamamos fuego tenemos esta reacción de combustión en marcha y entonces vemos estas llamas lo que realmente estamos observando son las tres formas de transferencia de energía térmica estamos observando conducción conducción convección convección y radiación térmica todo al mismo tiempo así que esto es radiación térmica térmica radiación térmica y podría decir conducción térmica convección térmica y radiación térmica la palabra térmica es sólo en relación con las cosas que tratan con la temperatura así que lo que es la conducción que está pasando bien lo que tenemos en el combustible para nuestro fuego, así que aquí abajo, el combustible para nuestro fuego, tenemos nuestra clásica reacción de combustión, te animo a que veas el video en nuestra lista de reproducción de química o en la sección de química si estás interesado en ello, pero estás tomando moléculas de carbono y sus enlaces, y luego en presencia de oxígeno y algo de calor, tienes una reacción de combustión produciendo dióxido de carbono y produciendo agua e incluso más energía de la que pusiste en ella, así que está produciendo una gran cantidad de energía y esa energía va a excitar las moléculas que la rodean. así que tienes estas moléculas que terminan recibiendo mucha energía cinética y recuerda que la temperatura es proporcional a la energía cinética promedio y así las que acaban de combustionar o las moléculas justo cerca de la reacción o tal vez las que fueron parte de la reacción van a tener esta energía cinética promedio realmente alta porque toda esta energía fue liberada de esa reacción de combustión y luego van a chocar con otras moléculas que podrían no tener una energía cinética tan alta pero entonces van a transferir esa energía cinética a través de estas colisiones y tenemos todo un video sobre la conducción térmica pero eso es lo que está sucediendo las cosas con mayor energía cinética están chocando con cosas con menor energía cinética y transfiriendo algo de esa energía cinética y están transfiriendo algo de ese momento así que definitivamente está sucediendo cuando miramos un fuego como este las moléculas vecinas están chocando con otras moléculas y transfiriendo energía ahora la convección esto es alrededor de la idea de que el aire caliente es menos denso y es mucho así que si tenemos un un montón de partículas de aire aquí, digamos que este es el aire frío aquí arriba y tiene sentido porque el aire frío va a ser más denso que el aire caliente porque el aire caliente estas partículas tienen una energía cinética mucho más alta y por lo que van a chocar entre sí y van a empujarse y se van a separar más unas de otras debido a la alta energía cinética promedio, pero debido a que el área caliente es menos densa, esta área de aquí es menos densa, menos densa que el área blanca, todas podrían ser la misma molécula. en diferentes colores para mostrar que el área menos densa en el área más densa se va a elevar o incluso se podría pensar que es el área más densa el área más densa va a caer alrededor de ella o va a tratar de pasar por debajo de ella porque es más densa y entonces el área menos densa se va a elevar y al hacer eso tienes las moléculas más calientes se están moviendo hacia arriba y luego las moléculas frías pueden ir hacia abajo también puede ser la fuente de calor la fuente de calor la fuente de energía justo aquí para calentarse más por lo que este derecho por aquí, el aire caliente sube, déjame escribir esto, el aire caliente sube, y una forma de pensar en ello es hacer un espacio para que el aire frío baje y se caliente de nuevo, y eso es lo que está pasando en el fuego, ves la reacción de combustión, la reacción de combustión ocurre justo ahí. Permítanme que la reacción de combustión se produzca en el combustible, el aire supercaliente se eleva y es por eso que parece que estas llamas se mueven hacia arriba, parpadean hacia arriba y también verán que vamos a hablar de esto en la radiación térmica. esto en la radiación térmica es que también cambian de color a medida que se mueven hacia arriba, pero toda esta idea de luchar contra un fuego que se mueve hacia arriba en el aire caliente si usted pone su mano aquí va a ser mucho más caliente que si usted fuera a poner su mano, digamos, aquí. aquí, aunque en teoría esto está más cerca de la llama que aquí arriba y eso es porque el aire caliente, el aire caliente está subiendo y está haciendo espacio para el aire frío o el aire frío más frío, supongo que podría decir que viene aquí abajo y es parte y se calienta de nuevo y luego se elevaría de nuevo y así esta esta convección esta idea del aire caliente subiendo o el aire frío cayendo esta es otra forma de transferencia de calor ahora la última forma que estamos observando cuando hablamos cuando estamos mirando el fuego es la radiación térmica y esto es todo alrededor de la idea de que si tienes partículas cargadas siendo aceleradas ellas van a liberar radiación electromagnética y entonces podrías decir cuando cargamos partículas donde están siendo aceleradas aquí bien tenemos estas moléculas que están constantemente siendo aceleradas mientras chocan unas con otras las que van a transferir energía cinética de digamos que esta choca con aquella va a acelerar eso en una dirección diferente e incluso esta podría ir en otra dirección y la aceleración es un cambio en la velocidad por lo que podría ser la magnitud de la velocidad o su dirección de la velocidad por lo que a medida que están chocando tienes toda esta aceleración de las partículas cargadas así que déjame escribir esto tienes aceleración aceleración de las partículas cargadas partículas cargadas y luego que libera que libera la radiación electromagnética que libera la radiación electromagnética sé lo que estás pensando Espera, espera un segundo, así que puedo comprar que tenemos moléculas que están siendo aceleradas, pero ¿dónde está esto, dónde está este negocio de partículas cargadas? Bueno, tenemos que recordar que estas moléculas están hechas de átomos y los átomos están hechos de partículas cargadas, hechas de protones y electrones, por lo que a medida que se acelera esto, y cuanto más se acelera esto, más radiación se va a liberar, y se podría decir, bueno, dijiste que estoy observando que en el fuego, ¿dónde estoy observando la radiación? puedes ver el cable, la luz emitida por el fuego, que es radiación electromagnética, es sólo la radiación electromagnética en las longitudes de onda que tu ojo considera visibles, más ligeras, que tu ojo considera luz, incluso las partículas aquí arriba, que todavía están bastante calientes, también están emitiendo radiación electromagnética, porque están chocando entre sí, y sus electrones y protones están siendo acelerados de diferentes maneras, también están liberando radiación electromagnética, pero… es en una longitud de onda más lenta que la que tu ojo es capaz de percibir como luz, si tuvieras una cámara infrarroja verías las llamas mucho más grandes, las verías subir hasta aquí, y si miras la llama, si la miras de cerca, verás que aquí abajo, donde ocurren las reacciones de combustión, la llama se ve azul, y eso es porque la luz azul es una luz de mayor energía, y eso es porque las partículas se aceleran más aquí abajo, y luego pasa del azul al blanco, al amarillo, al rojo o al naranja, al rojo. a un naranja a un rojo y luego a su poco a sus ojos regulares que desaparece, pero todo lo que tiene un poco de temperatura es la liberación de la radiación electromagnética y usted es como bien que es todo lo que está bien que puedo ver, pero ¿cómo es que una forma de transferencia de energía, así que si usted ha Si alguna vez te has sentado al lado de una llama, sentirás el calor, de hecho, incluso si el aire entre tú y la llama es frío, sentirás que te estás calentando, así que si esto es una llama justo aquí, eso es fuego, digamos que tienes aire frío. que estás en una fogata por aquí, tal vez es treinta este aire por aquí es 30 grados si usted es si usted está de pie aquí todavía se siente el calor que se siente todavía se siente como que está recibiendo calor y eso es porque que la radiación electromagnética se emite a partir de las partículas de aire que percibimos como el fuego y luego que en realidad puede excitar las partículas en su piel y que va a transferir la energía a su piel y por lo que se siente como que está recibiendo calor en realidad Recuerdo una vez que este es un tipo de historia extraña, pero yo estaba en yo estaba en la carretera y había un coche en llamas y yo estaba había un coche en llamas y yo estaba literalmente, ya sabes, nos dirigimos a la a la vía lejana porque estaba en llamas eran tres carriles de distancia de ella y que tipo de explosión no creo que nadie estaba en él espero que nadie estaba en él, pero recuerdo que cuando explotó fue un intenso calor inmediato que nos sentimos a través de la ventana del coche y que era la radiación electromagnética que era la radiación térmica que se libera por estas partículas aceleradas en el aire alrededor de la explosión que percibimos como una explosión o un incendio, pero luego fue el calentamiento de las partículas en mi en mi piel.