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:

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

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

$\Delta t$ es el tiempo necesario,

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

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