6.2.3 Cálculo Y Estimación De La Conductividad Térmica En Sólidos, Líquidos, Gases Y Mezclas

6.2.3 CÁLCULO Y ESTIMACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA EN SÓLIDOS, LÍQUIDOS, GASES Y MEZCLAS

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE LOS SOLIDOS.

La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a suspropias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto. Cuando se calienta la materia la energía cinética promedio de sus moléculas aumenta, incrementándose su movimiento.

El coeficiente de conductividad térmica caracteriza la cantidad de calor necesario por metro cuadrado, para que atravesando durante la unidad de tiempo o, 1 m de material homogéneo obtenga unadiferencia de 1 centígrado de temperatura entre las dos caras.
La conductividad térmica se expresa en unidades de w/ (m*K) (J/s*m*0C).

PARA DETERMINAR EL VALOR DE LA CONDUCTIVIDAD TERMICA:

CONDUCTIVIDAD TERMICA DE LIQUIDOS.
La conductividad térmica de los líquidos decrece a medida que aumenta su temperatura, excepto en el caso del agua, pero el cambio es tan pequeño que en la mayor parte de lassituacionales practicas, la conductividad térmica se puede suponer constante para ciertos intervalos de temperatura; así mismo, en los líquidos no hay una dependencia apreciable con la presión, debido a que estos son prácticamente incomprensib les.
Para la determinación de la conductividad térmica en líquidos se puede definir como:





k = Conductividadtérmica W/m.K.;
Cp = Capacidad calorífica molar, J/gmol.K.
C = Concentración molar total, gmol/cm3
T = Temperaturas absolutas en Kelvin.
Aquí el subíndice b se refiere a condiciones en el punto normal de ebullición.

La conductividad de los líquidos varía con la temperatura; en las proximidades del p unto crítico disminuye más rápidamente, ya que la conductividad del vapor es siempre másbaja.
Si se conoce la conductividad del vapor saturado seco (k) y la (T) critica del líquido Tk en 0K, la conductividad del líquido a la temperatura de saturación se puede deducir, con lo siguiente:


CONDUCTIVIDAD DE LOS GASES.
Conductividad térmica de los gases a baja presión, el efecto de la temperatura en la conductividad térmica en los gases a baja presión.
La conductividad térmicaen los gases a baja presión aumenta con la temperatura. La dependencia exacta de la conductividad y en (T) es difícil de juzgar por la estimación de métodos, por que otra temperatura depende de los parámetros (capacidad de calor y viscosidad) que son incorporadas en las correlaciones.
Generalmente con: diferencial de conductividad /diferencial de temperatura, ran gos desde 4E-5 A 1.2E-4 W/mK2.La mayor complejidad y con polaridad en la molécula teniendo valores más grande. Algunas de las leyes relacionadas con la y T han sido propuesto pero no son particularmente ciertos. Miller y otros enlistados constantes polinomiales para estimar la conductividad en función de la temperatura para muchos gases se muestra en las siguientes figuras.
El efecto de la presión en la conductividadtérmica de los gases.
La conductividad térmica de todos los gases aumenta con la presion.se p piensa que el efecto es relativamente pequeño a bajas y moderas presiones.
A MU Y BAJA PRESION.
De baja presión es de 10*exp(-3) bares. El libre camino de las moléculas es comparado con las de dimensiones típicas de las medidas de la conductividad y son relativamente proporcionales a la presión.CONDUCTIVIDAD TÉRMICA EN LA MEZCLA.
Modelos para la determinación de la conductividad térmica de mezclas liquidas binarias:

Donde k2 es mayor que k1, ω2 es la fracción másica del componente 2, y α es una constante de la mezcla. Los valores de esta constante son dados para sesenta sistemas dentro de un intervalo que se extiende desde...