¿Qué es el equilibrio de calor?
El equilibrio de calor se logra cuando la cantidad de calor que ingresa a un sistema es igual a la cantidad de calor que lo deja. La temperatura general de un sistema en el equilibrio de calor permanece estable con el tiempo. En algunos casos, el término balance de energía se puede usar en su lugar. Los sistemas en los campos de la biología, la geología, la fabricación y el diseño de la nave espacial a menudo deben mantenerse a temperaturas estables para funcionar correctamente.
La homeostasis en animales incluye el concepto de mantener la temperatura interna del animal relativamente estable. En muchos organismos, incluidos los mamíferos y las aves, la cantidad de calor que existe dentro del organismo debe permanecer constante porque incluso las fluctuaciones ligeras en el calor pueden hacer que el organismo muera. Los animales pierden calor a través de su piel y generan calor a través de su metabolismo para compensar las temperaturas externas ascendentes y descendentes. Cuando la cantidad de calor que irradia del animal y la cantidad de calor generado o absorbido por el animal son relativamente iguales, ese animal está enun estado de equilibrio de calor.
En geología, el término balance de calor se refiere a la cantidad de calor absorbido y liberado por un planeta entero. Un planeta es calentado por el sol y, en pequeña medida, por la liberación de magma del núcleo del planeta. El planeta irradia parte de ese calor al espacio. El equilibrio del calor es un concepto importante geológicamente porque si el planeta no está en un estado de equilibrio relativo con respecto al calor, las temperaturas promedio pueden aumentar o caer, creando calentamiento global o enfriamiento global. Incluso un ligero cambio en el equilibrio de calor de un planeta puede afectar los organismos que habitan el planeta.
El equilibrio térmico es un concepto importante en ingeniería porque muchas máquinas solo se ejecutarán dentro de un cierto rango de temperaturas. Los dispositivos llamados disipadores de calor se utilizan para ayudar a irradiar el calor excedente de los componentes eléctricos para que las máquinas puedan mantener una temperatura estable.Del mismo modo, la nave espacial debe mantener temperaturas relativamente estables, pero están expuestas a más calor a medida que se mueven hacia una fuente de calor, como el sol o un planeta. Diseñar estas artesanías con sistemas de equilibrio de calor adaptables les permite continuar funcionando mientras viajan por el espacio.
Cuando los ingenieros diseñan fábricas, se debe tener en cuenta el saldo de calor de las operaciones de la fábrica. En muchos casos, el calor se emite desde una fábrica en forma de humo o vapor. Esto puede desperdiciar energía que la fábrica podría reciclar, ayudando a reducir el costo de la operación. Una fábrica con un buen equilibrio de calor encuentra un uso para la mayor parte del calor adicional que crea.