conduccion de calor

PRACTICA 2. CONDUCCION DE CALOR EN UNA BARRA CILINDRICA CON PERDIDAS DE CALOR

OBJETIVO GENERAL.
Al término de la práctica, el alumno será capaz de identificar y medir la trasferencia de calor, a través de un cuerpo sólido.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

1. El alumno realizará, el balance de calor total a través de una varilla sólida de bronce.
2. El alumno determinara la cantidad de calorque se transfiere a través del cuerpo sólido aplicando la ley de Fourier.
3. El alumno determinará la cantidad de calor perdido hacia los alrededores, mediante el cálculo del coeficiente de transmisión de calor.
4. El alumno identificara cuando se alcanza el estado estacionario de transferencia de calor, mediante un perfil de temperaturas.

CONSIDERACIONES TEORICAS.

TRANSPORTE MOLECULAR DE LAENERGIA

La ciencia de la termodinámica trata de las transiciones cuantitativas y reacomodos de Energia como Calor en los cuerpos de Materia. La Ciencia de la Transferencia de Calor esta relacionada con la razón de intercambio de Calor entre cuerpos calientes y frios llamados Fuente y Recibidor. Cuando se vaporiza una libra de agua o se condensa una libra de vapor, el cambio de Energía en losdos procesos puede hacerse progresar con una fuente o recibidor independiente.
Las fases de una sustancia simple, sólida, líquida y gaseosa, están asociados con su contenido de Energía. En la fase sólida las moléculas ó átomos están muy cercanos dando esto rigidez. En la fase líquida existe suficiente Energía Térmica para extender la distancia de las moléculas adyacentes, de manera que se pierdela rigidez. En la fase gaseosa, la presencia de Energía Térmica adicional resulta en una separación relativamente completa de los átomos ó moléculas, de manera que pueden permanecer en cualquier lugar de un espacio cerrado.
Para una misma sustancia en sus diferentes fases, sus varias propiedades Térmicas tienen diferente orden de magnitud. Por ejemplo, el Calor Especifico por unidad de masa esmuy bajo para los sólidos, alto para los líquidos, y usualmente de valores intermedios para los gases.

CONCEPTOS BÁSICOS

Calorimetría, es la Ciencia que se encarga de la medición de cantidad de energía generada en un proceso de intercambio de calor.
Calorímetro, es el instrumento de medición que permite cuantificar la cantidad de energía calorífica en un proceso de intercambio de calor, através de la medición de variables tales como la temperatura y la capacidad calorífica de una sustancia.

Calor, es una forma de identificar la presencia o ausencia de energía, en este casi calorífica, mediante la presencia de un gradiente de temperatura, entre una sustancia caliente y una sustancia fría.

Transferencia de Calor, es un proceso mediante, el que se intercambia energía en formade calor entre distintos sustancias o cuerpos, o bien puede ser un mismo cuerpo pero con diferente temperatura en diferentes regiones del cuerpo.

Formas de transferencia de calor, el calor se transfiere principalmente por 3 mecanismos, que son convección, radiación y conducción.

Conducción, se asocia a los sólidos, en el sentido de que este mecanismo de transferencia es necesario el contactoentre la sustancia caliente y la sustancia fría. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción.
Ley de Fourier

Convección, es asociado a los fluidos, debido a su constante movimiento. Por ejemplo, si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, se produce unmovimiento del fluido. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Esta dada por la ley de Newton de transferencia de calor


Radiación, la transferencia de calor por radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección, esta diferencia es que las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por...