Tasa de flujo de calor

La tasa de flujo de calor es la cantidad de calor que se transfiere por unidad de tiempo en algún material, generalmente medido en vatios ( julios por segundo). El calor es el flujo de energía térmica impulsado por el desequilibrio térmico, de modo que el "flujo de calor" es una redundancia (es decir, un pleonasmo, y lo mismo para el "flujo de trabajo"). El calor no debe confundirse con la energía térmica almacenada, y mover un objeto caliente de un lugar a otro no debe llamarse transferencia de calor. Pero, a pesar de todos estos comentarios, es común en el lenguaje normal decir 'flujo de calor', hablar de 'contenido de calor', etc.

Velocidad de flujo de calor = - (coeficiente de transferencia de calor) * (área del cuerpo) * (variación de la temperatura) / (longitud del material)

La fórmula para la tasa de flujo de calor es:

$\frac{\mathrm{\Delta }Q}{\mathrm{\Delta }t}=-kA\frac{\mathrm{\Delta }T}{\mathrm{\Delta }x}$

$\mathrm{\Delta }Q$es la transferencia neta de calor (energía),

$\mathrm{\Delta }t$es el tiempo necesario,

$\mathrm{\Delta }T$es la diferencia de temperatura entre los lados frío y caliente.

$\mathrm{\Delta }x$ es el espesor del material que conduce el calor (distancia entre los lados caliente y frío),

$k$es la conductividad térmica, y

$A$es el área superficial de la superficie que emite calor.

Si una pieza de material cuya sección transversal es $A$ y el espesor es $\mathrm{\Delta }x$con una diferencia de temperatura $\mathrm{\Delta }T$entre sus caras se observa, el calor fluye entre las dos caras en una dirección perpendicular a las caras. La tasa de tiempo del flujo de calor, $\frac{\mathrm{\Delta }Q}{\mathrm{\Delta }t}$, para pequeños $\mathrm{\Delta }Q$ y pequeños $\mathrm{\Delta }t$, es proporcional a $A\times \frac{\mathrm{\Delta }T}{\mathrm{\Delta }x}$. En el límite del espesor infinitesimal $\mathrm{\Delta }x$, con diferencia de temperatura $\mathrm{\Delta }T$ , esto se convierte en $H=-kA(\frac{\mathrm{\Delta }T}{\mathrm{\Delta }x})$, donde $H(=\frac{\mathrm{\Delta }Q}{\mathrm{\Delta }t})$ es la tasa de tiempo del flujo de calor a través del área $A$, $\frac{\mathrm{\Delta }T}{\mathrm{\Delta }x}$ es el gradiente de temperatura a través del material, y $k$la constante de proporcionalidad es la conductividad térmica del material. La gente suele usar $k$, $\lambda$, o la letra griega $\kappa$para representar esta constante. El signo menos está ahí porque la tasa de flujo de calor es siempre negativa: el calor fluye desde el lado a una temperatura más alta a la temperatura más baja, no al revés.

Véase también

• Coeficiente de transferencia de calor
• Transferencia de calor
• Conducción térmica
• Conductividad térmica
• Flujo de calor
• Vatio
• Flujo