Convección para niños
La convección es una de las formas en que el calor se mueve de un lugar a otro. Se produce cuando el calor se transporta a través del movimiento de un fluido, como un líquido o un gas. Imagina que calientas agua en una olla: el agua que está en contacto con el fondo se calienta, se vuelve más ligera y sube. Al mismo tiempo, el agua más fría de la superficie, que es más pesada, baja para ocupar el lugar del agua caliente. Así se crea un ciclo de movimiento que transfiere el calor por todo el líquido.
A diferencia de la radiación térmica, que no necesita un material para transferir el calor (como el calor del sol que llega a la Tierra), la convección sí necesita un fluido para que el calor se mueva.
Contenido
¿Cómo funciona la convección?
La convección ocurre porque los fluidos cambian su densidad cuando se calientan o se enfrían.
El movimiento del calor en fluidos
Cuando un fluido, como el aire o el agua, absorbe calor, sus partículas se mueven más rápido, se separan y el fluido se vuelve menos denso (más ligero). Por eso, el fluido caliente tiende a subir. Cuando un fluido pierde calor, sus partículas se mueven más lento, se acercan y el fluido se vuelve más denso (más pesado). Por eso, el fluido frío tiende a bajar. Este movimiento constante de subida y bajada es lo que llamamos corrientes de convección.
Convección natural y forzada
La convección puede ser de dos tipos:
- Convección natural: Ocurre por sí sola debido a las diferencias de densidad causadas por el calor. El ejemplo del agua en la olla es un buen ejemplo de convección natural.
- Convección forzada: Se produce cuando un dispositivo, como un ventilador o una bomba, ayuda a mover el fluido para transferir el calor. Por ejemplo, un ventilador que sopla aire caliente en una habitación.
La convección en nuestra vida diaria
La convección es un proceso muy común que vemos en muchos lugares, desde la cocina hasta el clima.
Convección en la atmósfera
En la atmósfera terrestre, la convección es fundamental para el clima. El sol calienta la superficie de la Tierra, y el aire caliente cerca del suelo se eleva. A medida que sube, se enfría y el vapor de agua que contiene se condensa, formando nubes. Si este proceso es muy intenso, se forman nubes grandes y altas, como los cumulonimbos, que pueden causar tormentas eléctricas, granizo y lluvias fuertes.
Este movimiento del aire caliente que sube y el aire frío que baja crea los vientos y es clave para el ciclo hidrológico (el ciclo del agua). El agua se evapora de los océanos y la tierra, sube a la atmósfera, forma nubes y luego cae como lluvia o nieve, cerrando el ciclo.
Convección gravitatoria
La convección gravitatoria ocurre por cambios en la densidad de un fluido que no son causados solo por la temperatura, sino por diferencias en su composición. Por ejemplo, el agua salada es más densa que el agua dulce. Si el agua dulce se mezcla con agua salada, el agua dulce más ligera tenderá a subir. Este tipo de convección es importante en los océanos y en el interior de la Tierra.
Convección en el hielo
Aunque el hielo es un sólido, se cree que en algunos cuerpos celestes, como Plutón o Europa, el hielo puede moverse lentamente como un fluido debido a la convección. Esto ocurre cuando el hielo es una mezcla blanda de diferentes tipos de hielo, como el de nitrógeno o monóxido de carbono.
Intercambiadores de calor
Un intercambiador de calor es un aparato diseñado para transferir calor de un fluido a otro de manera eficiente. Por ejemplo, el radiador de un coche es un intercambiador de calor: el líquido caliente del motor pasa por el radiador y el aire que lo atraviesa lo enfría. Estos dispositivos se usan mucho en sistemas de refrigeración, calefacción y acondicionamiento de aire.
Historia del término "convección"
La palabra "convección" en un sentido científico se empezó a usar en la década de 1830. Fue propuesta por William Prout en uno de los Tratados Bridgewater. Prout explicó que el calor se mueve de tres maneras:
- Radiación: Como el calor de un fuego que llega directamente a un termómetro.
- Conducción: Como el calor que viaja a través del metal de una parrilla.
- Convección: Como el aire caliente que sube por una chimenea, llevando el calor consigo. Prout sugirió el término "convección" (del latín convectio, que significa "llevar" o "transportar") para describir este tercer modo de transferencia de calor.
Más tarde, el concepto de convección también se aplicó para explicar cómo el calor se mueve a través del agua y en la meteorología.
Véase también
En inglés: Convection Facts for Kids
- Aislamiento térmico
- Conducción de calor
- Radiación térmica
- Subsidencia (meteorología)
