Conductividad Termica
Páginas: 7 (1620 palabras)
Publicado: 9 de agosto de 2011
OBJETIVOS
Analizar la capacidad de conductividad del calor de diferentes metales.
RESUMEN
Se procede a pegar un pedazo de papel como también enrollar un hilo de coser alrededor de una lata, además colocaremos trozos de plastilina sobre dos alambres que en nuestra práctica será de acero y cobre.
Todas las observaciones las anotaremos en el informe de esta práctica.
INTRODUCCIÓN
Sisujetamos el extremo de una varilla de cobre y colocamos el otro en una flama, el extremo que sostenemos se calienta más y más, aunque no este en contacto directo con la flama. E l calor llega al extremo más frío por conducción a través del material. En el nivel atómico, los átomos de las regiones más calientes tienen más energía cinética, en promedio, que sus vecinos más fríos, así que empujan asus vecinos, continuando así a través del material. Los átomos en si no se mueven de una región del material a otra, pero su energía si.
[pic]
La mayor parte de los metales usa otro mecanismo más eficaz para conducir calor. Dentro del metal, algunos electrones pueden abandonar sus átomos originales y vagar por la red cristalina. Estos electrones “libres” pueden llevar energía rápidamente delas regiones más calientes del metal a las más frías, y es por ello que los metales generalmente son buenos conductores del calor. Una varilla metálica a 20ºC se siente mas fría que un trozo de madera a 20ºC porque el calor puede fluir mas fácilmente de la mano al metal. L a presencia de electrones “libres” también hace que los metales en general sean buenos conductores eléctricos.
Sólo haytransferencia de calor entre regiones que están a diferentes temperaturas, y la dirección de flujo siempre es de la temperatura más alta a la más baja. La figura muestra una varilla de material conductor con área transversal A y longitud L. El extremo izquierdo se mantiene a una temperatura Tc, y el derecho, a una temperatura Tf, así que fluye calor de izquierda a derecha. Los costados de la varillaestán cubiertos con un aislante ideal, así que no hay transferencia de calor por los dos lados.
Si se transfiere una cantidad de calor dQ por la varilla en un tiempo dt, la razón de flujo de calor es dQ/dt. Llamamos a ésta corriente de calor, denotada por H. Es decir, H = dQ/dt. Se observa experimental que la corriente de calor es proporcional al área transversal A de la varilla y la diferenciade temperatura (Tc – Tf), e inversamente proporcional a la longitud de la varilla L. Introduciendo una constante de proporcionalidad k llamada conductividad térmica del material, tenemos
[pic]
La cantidad de calor (Tc – Tf)/L es la diferencia de temperatura por unidad de longitud, llamada gradiente de temperatura. El valor numérico de k depende del material.
Los materiales con k grande sonbuenos conductores del calor; aquella con pequeña k son malos conductores o aislantes. La ecuación también de la corriente de calor que pasa a través de una plancha o por cualquier cuerpo homogéneo con área transversal A uniforme y perpendicular a la dirección de flujo; L es la longitud del camino de flujo del calor.
Las unidades de corriente de calor H son unidades de energía por tiempo, osea, potencia; la unidad SI de corriente de calor es el watt (1 W = 1 J/s). Podemos determinar las unidades de k despejándola de la ecuación dando como resultado W/m k
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Equipo
• Cámara de medición térmica
• Lata metálica
• Hilo
• Pedacitos de papel
• Alambres de hierro y cobre de 20 cm. de longitud y 1mm de diámetro
• Plastilina
•Vela
• Fósforos
a) Conductividad del calor
Pegar un pedacito de papel sobre una lata y enrollar en ella un hilo de coser.
Acercar un fósforo encendido al papel y al hilo (figura 1). Registre sus observaciones en el informe de esta práctica.
[pic]
Figura 1
b) Conductividad de diferentes metales
Enrolle los alambres de hierro y cobre por uno de...
Analizar la capacidad de conductividad del calor de diferentes metales.
RESUMEN
Se procede a pegar un pedazo de papel como también enrollar un hilo de coser alrededor de una lata, además colocaremos trozos de plastilina sobre dos alambres que en nuestra práctica será de acero y cobre.
Todas las observaciones las anotaremos en el informe de esta práctica.
INTRODUCCIÓN
Sisujetamos el extremo de una varilla de cobre y colocamos el otro en una flama, el extremo que sostenemos se calienta más y más, aunque no este en contacto directo con la flama. E l calor llega al extremo más frío por conducción a través del material. En el nivel atómico, los átomos de las regiones más calientes tienen más energía cinética, en promedio, que sus vecinos más fríos, así que empujan asus vecinos, continuando así a través del material. Los átomos en si no se mueven de una región del material a otra, pero su energía si.
[pic]
La mayor parte de los metales usa otro mecanismo más eficaz para conducir calor. Dentro del metal, algunos electrones pueden abandonar sus átomos originales y vagar por la red cristalina. Estos electrones “libres” pueden llevar energía rápidamente delas regiones más calientes del metal a las más frías, y es por ello que los metales generalmente son buenos conductores del calor. Una varilla metálica a 20ºC se siente mas fría que un trozo de madera a 20ºC porque el calor puede fluir mas fácilmente de la mano al metal. L a presencia de electrones “libres” también hace que los metales en general sean buenos conductores eléctricos.
Sólo haytransferencia de calor entre regiones que están a diferentes temperaturas, y la dirección de flujo siempre es de la temperatura más alta a la más baja. La figura muestra una varilla de material conductor con área transversal A y longitud L. El extremo izquierdo se mantiene a una temperatura Tc, y el derecho, a una temperatura Tf, así que fluye calor de izquierda a derecha. Los costados de la varillaestán cubiertos con un aislante ideal, así que no hay transferencia de calor por los dos lados.
Si se transfiere una cantidad de calor dQ por la varilla en un tiempo dt, la razón de flujo de calor es dQ/dt. Llamamos a ésta corriente de calor, denotada por H. Es decir, H = dQ/dt. Se observa experimental que la corriente de calor es proporcional al área transversal A de la varilla y la diferenciade temperatura (Tc – Tf), e inversamente proporcional a la longitud de la varilla L. Introduciendo una constante de proporcionalidad k llamada conductividad térmica del material, tenemos
[pic]
La cantidad de calor (Tc – Tf)/L es la diferencia de temperatura por unidad de longitud, llamada gradiente de temperatura. El valor numérico de k depende del material.
Los materiales con k grande sonbuenos conductores del calor; aquella con pequeña k son malos conductores o aislantes. La ecuación también de la corriente de calor que pasa a través de una plancha o por cualquier cuerpo homogéneo con área transversal A uniforme y perpendicular a la dirección de flujo; L es la longitud del camino de flujo del calor.
Las unidades de corriente de calor H son unidades de energía por tiempo, osea, potencia; la unidad SI de corriente de calor es el watt (1 W = 1 J/s). Podemos determinar las unidades de k despejándola de la ecuación dando como resultado W/m k
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Equipo
• Cámara de medición térmica
• Lata metálica
• Hilo
• Pedacitos de papel
• Alambres de hierro y cobre de 20 cm. de longitud y 1mm de diámetro
• Plastilina
•Vela
• Fósforos
a) Conductividad del calor
Pegar un pedacito de papel sobre una lata y enrollar en ella un hilo de coser.
Acercar un fósforo encendido al papel y al hilo (figura 1). Registre sus observaciones en el informe de esta práctica.
[pic]
Figura 1
b) Conductividad de diferentes metales
Enrolle los alambres de hierro y cobre por uno de...
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