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.^[1]​

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:

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

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

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

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

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

${\displaystyle k}$es la conductividad térmica, y

${\displaystyle A}$es el área superficial de la superficie que emite calor.

Si una pieza de material cuya sección transversal es ${\displaystyle A}$ y el espesor es ${\displaystyle \Delta x}$con una diferencia de temperatura ${\displaystyle \Delta T}$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, ${\displaystyle {\frac {\Delta Q}{\Delta t}}}$, para pequeños ${\displaystyle \Delta Q}$ y pequeños ${\displaystyle \Delta t}$, es proporcional a ${\displaystyle A\times {\frac {\Delta T}{\Delta x}}}$. En el límite del espesor infinitesimal ${\displaystyle \Delta x}$, con diferencia de temperatura ${\displaystyle \Delta T}$ , esto se convierte en ${\displaystyle H=-kA({\frac {\Delta T}{\Delta x}})}$, donde ${\displaystyle H(={\frac {\Delta Q}{\Delta t}})}$ es la tasa de tiempo del flujo de calor a través del área ${\displaystyle A}$, ${\displaystyle {\frac {\Delta T}{\Delta x}}}$ es el gradiente de temperatura a través del material, y ${\displaystyle k}$la constante de proporcionalidad es la conductividad térmica del material.^[2]​ La gente suele usar ${\displaystyle k}$, ${\displaystyle \lambda }$, o la letra griega ${\displaystyle \kappa }$para representar esta constante.^[3]​ 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.^[4]​

Véase también

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

Referencias