Conductividad Termica

CONDUCTIVIDAD TERMICA

RESUMEN
En este laboratorio, se estudió la conductividad térmica de una barra metálica, a través de mediciones geométricas y del gradiente de temperatura en un medio adiabático se halló la constante de conductividad térmica k de la barra.

se experimento, analizó, y observó el comportamiento de un péndulo de torsión comprendido por un disco macizo y un arosuspendidos ambos en distintas ocasiones de una varilla, en ambos casos, se hizo oscilar el péndulo con un ángulo determinado y pequeño; luego de esto se paso a calcular los momentos de inercia para el disco y para el aro, además se calculo el valor correspondiente al momento de inercia del disco más el aro y de acuerdo a este comparar las cifras teóricas con las experimentales.

ABSTRACT
In thislaboratory, experiment, analyzed, and observed the behavior of a torsion pendulum comprised of a solid disc and a ring suspended on several occasions both a rod in both cases, the pendulum whit an angle swung and small; then this step is to calculate the moments of inertia for the disk and ring, plus the value was calculated for the moment of inertia of the disc over the rim and in accordance thiscompare the theoretical with the experimental figures.

PALABRAS CLAVES
Péndulo de torsión, oscilaciones, disco, aro, momento de inercia, periodo, constante de torsión.

KEYWORDS
Torsion pendulum, swing, disco, hoop, moment of inertia, period, constant torque.



INTRODUCCIÓN


La transferencia del calor en un material se da por conducción, la mayor parte de los metales transfieren muyeficientemente debido a que poseen electrones libres capaces de llevar la energía desde las zonas mas calientes a las mas frias del metal. Por otro lado solo hay transferencia de calor entre zonas que están a distintas temperaturas y la dirección del flujo de calor es siempre de temperaturas altas a temperaturas mas bajas.
Si se transfiere una cantidad de calor Q por la varilla en un tiempo t,llamamos flujo de claro H a la razón Q/t. El flujo de calor tambien se conoce como corriente térmica.
Es decir
H=dQ/dt (1)
Experimentalmente se sabe que el flujo es proporcional a la sección de transferencia A de la varilla y a la diferencia de temperatura (tc - tf), e inversamente proporcional al largo de la barra L. Introduciendo una constante de conductividad térmica k del material tenemos:H=kA(tc−tf )/ L (2)
La cantidad (tctf)/L es la diferencia de temperatura por unidad de longitud, llamada gradiente de temperatura.
El valor de k depende del material, un k alto significa que el material es un buen conductor del calor.
Si la temperatura varía de manera no uniforme a lo largo de la varilla, introduciendo la coordenada x a lo largo, podemos generalizar el gradiente de temperaturacomo dt/dx, esto es:
H=−kAdt /dx (3)
Donde el signo negativo indica que el calor siempre fluye en la dirección de temperatura decreciente.

Conociendo el flujo, el area y el gradiente podemos hallar k, es importante decir que este coeficiente varía con las condiciones del material (humedad que contiene, temperatura a la que se hace la medición), por lo que se fijan condiciones para hacerlo,generalmente para material seco y 15ºC (temperatura media de trabajo de los materiales de construcción) y en otras ocasiones, 300 K (26,84 ºC).




1. OBJETIVOS



1.1 OBJETIVO GENERAL



✓ Determinar el momento de inercia de un disco metálico y de una aro en un péndulo de torsión.




1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS



✓ Medir el periodo de oscilación del disco para calcular laconstante de torsión.

✓ Medir el periodo de oscilación del péndulo cuando están suspendidos en él el disco y el aro para calcular el momento de inercia del sistema.




2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS


El calor puede ser transferido de un punto a otro mediante tres procesos distintos: conducción, convección y radiación. Esta experiencia va a tratar de medir la cantidad de calor transferida...