TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN.
La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío. La radiación es un término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados con ondas electromagnéticas (véase Radiación electromagnética). Algunos fenómenos de la radiación pueden describirse mediante la teoría de ondas (véase Movimiento ondulatorio), pero la única explicación general satisfactoria de la radiación electromagnética es la teoría cuántica. En 1905, Albert Einstein sugirió que la radiación presenta a veces un comportamiento cuantizado: en el efecto fotoeléctrico, la radiación se comporta como minúsculos proyectiles llamados fotones y no como ondas. La naturaleza cuántica de la energía radiante se había postulado antes de la aparición del artículo de Einstein, y en 1900 el físico alemán Max Planck empleó la teoría cuántica y el formalismo matemático de la mecánica estadística para derivar una ley fundamental de la radiación. La expresión matemática de esta ley, llamada distribución de Planck, relaciona la intensidad de la energía radiante que emite un cuerpo en una longitud de onda determinada con la temperatura del cuerpo. Para cada temperatura y cada longitud de onda existe un máximo de energía radiante. Sólo un cuerpo ideal (cuerpo negro) emite radiación ajustándose exactamente a la ley de Planck. Los cuerpos reales emiten con una intensidad algo menor.
La contribución de todas las longitudes de onda a la energía radiante emitida se denomina poder emisor del cuerpo, y corresponde a la cantidad de energía emitida por unidad de superficie del cuerpo y por unidad de tiempo. Como puede demostrarse a partir de la ley de Planck, el poder emisor de una superficie es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta. El factor de proporcionalidad se denomina constante de Stefan-Boltzmann en honor a dos físicos austriacos, Joseph Stefan y Ludwig Boltzmann que, en 1879 y 1884 respectivamente, descubrieron esta proporcionalidad entre el poder emisor y la temperatura. Según la ley de Planck, todas las sustancias emiten energía radiante sólo por tener una temperatura superior al cero absoluto. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la cantidad de energía emitida. Además de emitir radiación, todas las sustancias son capaces de absorberla. Por eso, aunque un cubito de hielo emite energía radiante de forma continua, se funde si se ilumina con una lámpara incandescente porque absorbe una cantidad de calor mayor de la que emite.
Las superficies opacas pueden absorber o reflejar la radiación incidente. Generalmente, las superficies mates y rugosas absorben más calor que las superficies brillantes y pulidas, y las superficies brillantes reflejan más energía radiante que las superficies mates. Además, las sustancias que absorben mucha radiación también son buenos emisores; las que reflejan mucha radiación y absorben poco son malos emisores. Por eso, los utensilios de cocina suelen tener fondos mates para una buena absorción y paredes pulidas para una emisión mínima, con lo que maximizan la transferencia total de calor al contenido de la cazuela.
Algunas sustancias, entre ellas muchos gases y el vidrio, son capaces de transmitir grandes cantidades de radiación. Se observa experimentalmente que las propiedades de absorción, reflexión y transmisión de una sustancia dependen de la longitud de onda de la radiación incidente. El vidrio, por ejemplo, transmite grandes cantidades de radiación ultravioleta, de baja longitud de onda, pero es un mal transmisor de los rayos infrarrojos, de alta longitud de onda. Una consecuencia de la distribución de Planck es que la longitud de onda a la que un cuerpo emite la cantidad máxima de energía radiante disminuye con la temperatura. La ley de desplazamiento de Wien, llamada así en honor al físico alemán Wilhelm Wien, es una expresión matemática de esta observación, y afirma que la longitud de onda que corresponde a la máxima energía, multiplicada por la temperatura absoluta del cuerpo, es igual a una constante, 2.878 micrómetros-Kelvin. Este hecho, junto con las propiedades de transmisión del vidrio antes mencionadas, explica el calentamiento de los invernaderos. La energía radiante del Sol, máxima en las longitudes de onda visibles, se transmite a través del vidrio y entra en el invernadero. En cambio, la energía emitida por los cuerpos del interior del invernadero, predominantemente de longitudes de onda mayores, correspondientes al infrarrojo, no se transmiten al exterior a través del vidrio. Así, aunque la temperatura del aire en el exterior del invernadero sea baja, la temperatura que hay dentro es mucho más alta porque se produce una considerable transferencia de calor neta hacia su interior.
Además de los procesos de transmisión de calor que aumentan o disminuyen las temperaturas de los cuerpos afectados, la transmisión de calor también puede producir cambios de fase, como la fusión del hielo o la ebullición del agua. En ingeniería, los procesos de transferencia de calor suelen diseñarse de forma que aprovechen estos fenómenos. Por ejemplo, las cápsulas espaciales que regresan a la atmósfera de la Tierra a velocidades muy altas están dotadas de un escudo térmico que se funde de forma controlada en un proceso llamado ablación para impedir un sobrecalentamiento del interior de la cápsula. La mayoría del calor producido por el rozamiento con la atmósfera se emplea en fundir el escudo térmico y no en aumentar la temperatura de la cápsula.

La convección es el mecanismo transferencia de calor a través de un fluido con movimiento masivo de éste. En la convección existe movimiento del fluido a nivel macroscópico mientras que en la conducción existe movimiento a nivel microscópico, atómico o molecular, pero no a nivel macroscópico, entendiendo como nivel mácroscópico movimiento de volúmenes relativamente grandes del fluido.

- La convección se clasifica en natural y forzada. En la convección forzada se obliga al fluido a fluir mediante medios externos, como un ventilador o una bomba. En la convección natural el movimiento del fluido es debido a causas naturales, como el efecto de flotación, el cual se manifiesta con la subida del fluido caliente y el descenso del fluido frio.

- La convección forzada se clasifica a su vez en externa e interna dependiendo de si el flujo de fluido es interno o externo. El flujo de un fluido se clasifica como interno o externo dependiendo de si se fuerza al fluido a fluir por un canal confinado ( superficie interior ) o por una superficie abierta. El flujo de un fluido no limitado por una superfcie ( placa, alambre , exterior de un tubo ) es flujo externo. El flujo por un tubo o ducto es flujo interno si ese fluido está limitado por completo por superficies sólidas.El flujo de líquidos en un tubo se conoce como flujo en canal abierto si ese tubo está parcialmente lleno con el líquido y se tiene una superficie libre.

- La velocidad de transferencia de calor a través de un fluido es mucho mayor por convección que por conducción. Cuanto mayor es la velocidad del fluido mayor es la velocidad de transferencia de calor.

- La transferencia de calor por convección depende de las propiedades del fluido, de la superficie en contacto con el fluido y del tipo de flujo. Entre las propiedades del fluido se encuentran: la viscosidad dinámica m, la conductividad térmica k, la densidad r. También se podría considerar que depende de la viscosidad cinemática n, puesto que n = m /r . Entre las propiedades de la superficie que intervienen en la convección están la geometría y la aspereza. El tipo de flujo, laminar o turbulento, también influye en la velocidad de transferencia de calor por convección.

- En cualquier caso, la velocidad de transferencia de calor por convección siempre es proporcional a la diferencia de temperatura entre la superficie y el fluido. Este hecho se modela matemáticamente mediante la Ley de Enfriamiento de Newton: q-punto = h ( Ts - Tf ) o
Q-punto = h As ( Ts - Tf ) donde Ts es la temperatura de la superficie en contacto con el fluido y Tf es la temperatura del fluido lo suficientemente lejos de dicha superficie. La influencia de las propiedades del fluido, de la superficie y del flujo se cuantifica en el coeficiente de película o coeficiente de transferencia de calor por convección ( h ) .

La transferencia de energía térmica o calor entre dos cuerpos diferentes por conducción o convección requiere el contacto directo de las moléculas de diferentes cuerpos, y se diferencian en que en la primera no hay movimiento macroscópico de materia mientras que en la segunda sí lo hay. Para la materia ordinaria la conducción y la convección son los mecanismos principales en la "materia fría", ya que la transferencia de energía térmica por radiación sólo representa una parte minúscula de la energía transferida. La transferencia de energía por radiación aumenta con la cuarta potencia de la temperatura (T4), siendo sólo una parte importante a partir de temperaturas superiores a varios miles de kelvin.


Ley de Fourier.
Es la forma de transmitir el calor en cuerpos sólidos; se calienta un cuerpo, las moléculas que reciben directamente el calor aumentan su vibración y chocan con las que las rodean; estas a su vez hacen lo mismo con sus vecinas hasta que todas las moléculas del cuerpo se agitan, por esta razón, si el extremo de una varilla metálica se calienta con una flama, transcurre cierto tiempo hasta que el calor llega al otro extremo. El calor no se transmite con la misma facilidad por todos los cuerpos. Existen los denominados "buenos conductores del calor", que son aquellos materiales que permiten el paso del calor a través de ellos. Los "malos conductores o aislantes" son los que oponen mucha resistencia al paso de calor.
La conducción térmica está determinada por la ley de Fourier. Establece que la tasa de transferencia de calor por conducción en una dirección dada, es proporcional al área normal a la dirección del flujo de calor y al gradiente de temperatura en esa dirección.

1961: El primer robot

Sin fanfarria, el mundo está trabajando primer robot se unió a la cadena de montaje en la planta de General Motors en el municipio de Ewing en la primavera de 1961. No era nada como el humanoide robots metálicos visto en el cine y la televisión en esos días en los Estados Unidos y Japón.

Se trataba de un molde de fundición automatizados que cayó en caliente puerta roja mangos y otras piezas del coche como en charcos de líquido refrigerante en una línea que les mueve a lo largo de los trabajadores para recortar y pulir. Su característica más clara fue un control sobre una armadura de acero que elimina la necesidad de un hombre de tocar las piezas del coche que acaba de hacer de acero fundido.

Ejecutivos de GM no darlo a conocer en el momento porque, como el creador de la Unimate morir-lanzador dijo la semana pasada, era una tecnología experimental y tenían miedo que no iba a funcionar.

Pero algún día en el próximo milenio, cuando las cifras automatizados como los que se ven en la "guerra de las galaxias" películas de hoy son comunes, los historiadores mirarán hacia atrás en la planta de GM Ternstedt División de Parkway Avenue en las afueras de Trenton como el Edén de los robots.

Sin embargo, para gran disgusto de los desarrolladores de la Ternstedt morir-lanzador, "Padre de la Robótica" de José F. Engelberger, los japoneses se puede ver como la gente que se hizo con el concepto de industrial de Estados Unidos y tomó la robótica para el siguiente nivel de desarrollo .

¿Por qué y cómo es una historia que arroja luz sobre la situación de hoy a Japón como mayor fabricante mundial de automóviles, así como la razón de la planta de GM cerró para siempre el verano pasado después de 60 años.

Es una historia de la fascinación de los Estados Unidos con los robots de entretenimiento y el estilo japonés de la práctica, Engelberger, dijo.

Robótica había sido posible gracias a los avances en las tecnologías electrónicas y mecánicas realizadas durante la Segunda Guerra Mundial, Engelberger, dijo, y por la década de 1960 tanto el japonés y las sociedades de América estaban preparados y listos para la automatización en gran escala.

La gente en el Gran Trenton sin duda sabía que iba a venir: En una revista mensual producida por la Cámara de Trenton de Comercio, por ejemplo, había un artículo en un teléfono servicio de contestador ciudad con una larga fila de operadores sentado en un cuadro gigante y una camiseta nueva campana anuncio que muestra a un secretario sola manipulación de 30 líneas en un teléfono más pequeño que una caja de pan.

"Hubo muy poca oposición a la robótica de la mano de obra estadounidense", recordó Engelberger por teléfono de su negocio actual, compañera Robotics Inc., en Danbury, Connecticut "Me ayudó con la gente de trabajo que los primeros robots fueron puestos a trabajar haciendo calientes, peligrosos y el trabajo aburrido. "

Cuando Engelberger y su Unimation Inc. interpuso el Unimate morir-rueda en la planta de Ewing Ternstedt, 3.000 hombres y mujeres estaban en el empleo y pocos de ellos querían para operar el equipo viejo peligrosas para la puerta de moldeo manijas y similares.

El Ternstedt morir-lanzador trabajó casi todo el lado del reloj al lado del otro con la fuerza de trabajo enorme para más de 10 años y está ahora en exhibición en la historia industrial de la Institución Smithsonian en Washington.

El éxito de Unimate lo había puesto y, más tarde, soldadores robot y remachadoras en las plantas de automóviles en todo el mundo, incluido Japón. Engelberger compañía creció tanto en esos años que, en 1983, él sería capaz de vender por $ 107 millones.

Pero en los primeros años de comercialización de sus robots industriales en primer lugar, Engelberger no podía entender por qué los japoneses parecían más entusiasmados con la tecnología.

"Tuve un tiempo difícil con el industrial estadounidense", dijo Engelberger. Contó la historia de su aparición con el robot real por primera vez en una forma humanoide - llamado PUMA - en "The Tonight Show" con Johnny Carson, un par de años después de su Unimate debutó en Trenton.

"El robot hizo un comercial de cerveza y la gente le encantó. Se hizo cargo de todo el espectáculo", dijo Engelberger. "Pero después de eso, la única llamadas que recibió fueron de personas que quería que mi robot para el entretenimiento en la feria del condado."

Un grupo comercial lo invitó a Japón poco después, sin embargo, y Engelberger dijo que "se ponen 500 directivos de la industria en la sala y todos ellos estaban más interesados ​​en las aplicaciones más prácticas para la robótica.

"Los japoneses capturados en seguida. Es por eso que la robótica es una industria de $ 7000 millones y es dominada por Japón", dijo Engelberger.

Películas con robots en la década de 1950, popular tanto en los EE.UU. y Japón, abrir el apetito estadounidense por más de entretenimiento, pero provocó una revolución industrial a través del Pacífico.

Westinghouse Engelberger pagó los $ 107 millones por su Unimation Inc. en el 83, "y lo estropeado", dijo Engelberger. El gigante industrial finalmente vendió Unimation a una empresa francesa que está haciendo bien con él ahora, dijo.

"En Japón y otros países, no es la fijación del mismo a la entrega rápida de las inversiones, como hay en Estados Unidos ahora", se lamentó Engelberger.

El Unimate instaló en Ewing en 1961 tomó un par de años para obtener algún beneficio, añadió, y de GM se quejó nadie.

"Pero Estados Unidos no es más así", dijo.

Hoy, a los 73 años, Engelberger es la comercialización de un robot que parece un poco a R2-D2 de "Star Wars". Está rodando en 70 hospitales, la entrega de medicina y los mensajes a los pacientes y las estaciones de enfermería.

Compañera también está trabajando en una más humanoide, con armas robot de dos como C-3PO de "Star Wars", que está diseñado para ayudar a personas necesitadas de cuidados de enfermería a permanecer en sus hogares.

En cuanto a su primer robot, el Unimate Ternstedt, Engelberger dijo que estaba seguro de que podría ponerse en marcha otra vez si el Smithsonian lo dejaría fuera del museo.

BIOGRAFIA


A efectos legales se considera que Isaac Asimov nació el 2 de enero de 1920 en Petróvichi, República Socialista Federativa Soviética de Rusia (desde 1929 hasta ahora Óblast de Smolensk, Federación de Rusia, a 400 km al suroeste de Moscú y 16 kilómetros de la frontera con Bielorrusia actual).
Sus padres, Judah Asimov y Anna Rachel, de origen judeo-ruso, se trasladaron a Nueva York el 11 de enero de 1923, cuando el autor tenía tres años.
Su infancia transcurrió en el barrio neoyorquino de Brooklyn, donde el joven Isaac aprendió por sí mismo a leer a la edad de cinco años. La juventud del futuro escritor transcurrió entre los estudios y el trabajo en las distintas tiendas de golosinas que su padre rentaba en el barrio de Brooklyn. Fue entre esos estantes llenos de revistas donde el joven Asimov se encontró por primera vez con la ciencia ficción. Comenzó a escribir en su adolescencia temprana y a los 19 años inició la publicación de sus relatos de ciencia ficción en las revistas (ahora clásicas) de ficción llamadas «pulps».
Tenía un miedo a volar que hizo que sólo viajara en avión dos veces en toda su vida, lo que le hizo pensar que podía padecer de acrofobia. Asimismo padecíaclaustrofilia, es decir, le gustaban los lugares pequeños y cerrados. No confundir con claustrofobia, que es el miedo a dichos lugares.
Se graduó como bioquímico en la Universidad de Columbia en 1939. Al ser rechazado para ingresar a las escuelas de medicina de las universidades de Nueva York, regresó a Columbia y decidió tomar un postgrado de química, título que obtuvo en 1941. El siguiente año, 1942, fue particularmente significativo para Asimov; al partir hacia la ciudad de Filadelfia tomó un trabajo como investigador químico en los astilleros de la marina de guerra estadounidense, empleo que mantendría en el transcurso de la Segunda Guerra Mundial. En 1948 consiguió el doctorado en química lo que le permitió el acceso a la Universidad de Boston donde permanecería como asociado, pero sin opción a enseñar. La universidad deja de pagarle el salario en 1958, pero para entonces, los ingresos procedentes de su trabajo comoescritor son mayores que los que consigue con su labor universitaria. Asimov permanece en la facultad como profesor asociado, y en 1979 le ascienden a profesor titular. Sus documentos personales de los años 1965 en adelante se archivan en la Biblioteca Mugar Memorial de la Universidad de Boston, donde ocupan 464 cajas en 71 m de estanterías. En 1985 es elegido Presidente de la Asociación Humanista Americana, cargo que ocupa hasta su muerte en 1992. El sucesor, amigo y colega de Asimov en su trabajo como escritor fue Kurt Vonnegut. Fue también, hasta su muerte, vicepresidente honorario del club Mensa.
Asimov se casa el 26 de julio de 1942 con Gertrude Blugerman, con la que tiene dos hijos: David, nacido en 1951 y Robyn, en 1955. Tras un largo periodo de separación, se divorcian en 1973 y a finales de ese año se casa con Janet O. Jeppson.
Asimov muere el 6 de abril de 1992 tras un fallo coronario y renal. Le sobreviven su viuda Janet y sus hijos habidos en su primer matrimonio. En 2002, Janet Asimov reveló en su propia biografía que la muerte de Isaac Asimov fue debida al sida, enfermedad que contrajo durante una operación de bypass en 1982.

Obra

La carrera de Asimov puede dividirse en varios períodos. En sus primeros años el tema dominante fue la ciencia ficción, iniciándose con relatos cortos en 1939. En 1950 publica su primera novela Un guijarro en el cielo. Esta etapa duró hasta 1958, terminando con la publicación de El sol desnudo. A continuación, disminuyó de manera importante su producción de libros de ficción mientras se dedicaba a otros temas. En los siguientes 25 años publicó solamente cuatro libros de ciencia ficción. A partir de 1982, se inició la segunda etapa de su carrera en ciencia ficción con la publicación de Los límites de la Fundación. Desde entonces y hasta su muerte, Asimov publicaría muchas secuelas de sus novelas ya escritas, dándoles un tratamiento de conjunto en una forma que seguramente no había él mismo previsto.
Según su punto de vista, Asimov pensaba que sus contribuciones más duraderas serían las Tres Leyes de la Robótica y la serie Fundaciones (véase Yours, Isaac Asimov, p. 329). Más aún, el Diccionario de inglés de Oxford le da crédito al introducir las palabras positrónico, psicohistoria y robótica en el idioma inglés. La primera de estas palabras se aplica a una tecnología enteramente ficticia, aunque basada en el nombre de la partícula subatómica de antimateria opuesta al electrón, el positrón, mientras que la segunda se utiliza con frecuencia en un sentido diferente al empleado por Asimov; sin embargo, el uso de robótica continúa aplicándose con el sentido dado por Asimov.