La conducción de calor

digamos que tenemos dos gases con temperaturas diferentes que están en contacto mutuamente aquí estoy dibujando amigas magenta estas son las moléculas de migas magenta y este sistema está en contacto con el gas azul de aquí y digamos que justo cuando estamos comenzando nuestro experimento o simulación el gas magenta tiene una temperatura más alta y nuestro gas azul tiene una temperatura más baja vamos a recordar que es la temperatura especialmente si lo queremos ver a nivel molecular la temperatura es proporcional a la energía cinética promedio por lo que estas moléculas estarán vibrando y chocando entre sí cada una de ellas tendrá energía cinética y el promedio de todas ellas será proporcional a la temperatura vamos a ilustrar la energía cinética de estas moléculas quizá esta va hacia este lado esta otra va en esta dirección estaba para acá esta otra va para allá esta va así estaba acá noten que todas tienen diferente dirección y diferente magnitud todas tienen velocidad diferente y diferentes rapidez todas se golpean entre sí y se transfieren energía cinética transfiriendo el momento de una a otra la temperatura es proporcional a la energía cinética promedio del sistema en cambio en el gas azul sus moléculas también tendrán la energía cinética pero su promedio será menor esta está así estaba para acá estaba para allá está está así y todas son diferentes pero el promedio será menor espero que vean que estas flechas magenta son más grandes que las flechas azules aunque no todas tienen que ser iguales a lo mejor ésta tiene más energía cinética pero el promedio de todas será menor que el promedio del gas magenta este es nuestro estado inicial que es lo que nos imaginamos que puede pasar antes de esto podemos imaginar que las moléculas del gas magenta están colisionando entre ellas y las moléculas del gas azul están colisionando con las moléculas azules pero ahora ambas estarán colisionando entre sí se pueden imaginar a esta molécula de aquí colisionando con esta otra molécula son transfiriéndole algo de su energía cinética después de la colisión esta podría rebotar hacia esta dirección vamos a ponerlo en otro color primero está colisiona con aquella cual le transfiere algo de su energía cinética y rebota en esta dirección mientras que esta otra se va a mover más rápido en esta dirección noten que tenemos una transferencia de energía después de esta colisión paso a energía cinética de esta molécula a esta otra molécula y esto va a ocurrir en todo el sistema conforme las moléculas más rápidas y con mayor energía cinética golpeen a las otras moléculas les van a transferir parte de su energía cinética tendremos una transferencia de energía que va desde la temperatura más grande hacia la menor temperatura y podemos considerar esto como transferencia de energía térmica pues estamos hablando de temperatura y todo lo que tiene que ver con temperatura se le llama térmico si comenzamos con un mayor promedio de energía cinética aquí y tenemos menor promedio de energía cinética tendremos transferencia de energía de las moléculas magenta a las azules pasará de la mayor temperatura hacia la de menor temperatura y la energía que se transfiere le llamamos y seguramente ustedes han escuchado mucho de esta palabra calor este gas más caliente de aquí va a calentar a este gas más frío y la forma en que se realiza esta transferencia de energía es mediante la colisión de las partículas ya esta transferencia de energía mediante la transferencia de momento le llamamos conducción o conducción térmica es la forma en que muchos de ustedes han experimentado la transferencia de calor seguramente muchos de ustedes han tomado una cazuela o sartén que al principio está fría por lo que las partículas de la cazuela o sartén tienen una menor energía cinética aunque bueno aquí no voy a poder dibujarlas todas y ahora la ponemos sobre el fuego vamos a dibujar el fuego aquí y aquí solo me estoy fijando en calentar el metal de la cazuela no me fijo si hay algo adentro de ella este fuego va a calentar la base de la cazuela primero y esto va a ocurrir principalmente mediante la conducción térmica el fuego no es más que partículas de aire super calientes y esas partículas super calientes van a golpear a las moléculas del metal de la cazuela por lo que la energía cinética de las partículas del metal va a aumentar esta parte de la cazuela se comenzará a calentar y justo al encender la estufa la base de la cazuela estará caliente y la boca de la cazuela o lo de arriba aún estará frío si esperamos unos momentos las partículas calientes del metal de abajo comenzarán a vibrar y a golpearse entre ellas ya transferir su energía cinética por lo que eventualmente también se calentará la parte de arriba de la cazuela y quedará muy caliente la forma en que se calentó la parte de arriba de la cazuela fue mediante conducción térmica la base se calentó primero comenzó a golpear a sus moléculas vecinas y hacer que éstas a su vez comenzarán a vibrar al transferir la energía cinética por lo que se da transferencia de calor desde la región con mayor temperatura hacia la región de menor temperatura