Difusividad Térmica

Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología

Laboratorio de Bioingeniería

Informe No. 4
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Difusividad Térmica

EQUIPO 4
Loranca Vega Circe Ingrid
Neria Díaz Paola Jocelyn
Rosas Rodríguez Belén Estefanía
Yebra Reyes Juan Adolfo Rodrigo

Profesores:
Ada Luz Cartas Romero
Agustín Rivera5AM1

Práctica No. 4
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Difusividad Térmica
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Objetivos
1.1 Objetivo General
Determinará experimentalmente la difusividad térmica de un sólido ó líquido.

1.2 Objetivo Particular
Discutirá la importancia de los mecanismos detransferencia de calor.
Comprenderá que la transferencia de calor se puede llevar a cabo en varias direcciones y en régimen no estacionario.
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Introducción
La transferencia de energía como calor siempre se produce del medio que tiene la temperatura más elevada hacia el de temperatura más baja, yla transferencia de calor se detiene cuando los dos medios alcanzan la misma temperatura (Cengel, 2011). Las sustancias en las cuales se pudo constatar esta transferencia durante el desarrollo experimental fueron en el agua y la glicerina, debido a que constatamos que al pasar el tiempo las temperaturas de ambos líquidos tendían a estabilizarse.
“Larazón de la conducción de calor a través de una capa transversal es proporcional a la diferencia de temperatura a través de ésta y al área de transferencia de calor, pero es inversamente proporcional al espesor de esta capa” (Cengel, 2011).
Es decir: Razón de conducción de calor ∝Área ∆ Temperatura∆ x
La razón anterior se expresa para la conducción de calor, en la llamada Ley de Fourier:Q cond=k*A*T1-T2∆X=-k*A*∆T∆X =W
El análisis de la conducción de calor en régimen transitorio es la difusividad térmica, la cual representa que tan rápido se difunde el calor por un material en una unidad de tiempo, es decir:
∝ = Calor conducido calor almacenado= Kρ*Cp =m2s
En donde interactúan las variables: conductividad térmica (W/m*°C), la densidad(Kg/m3) y la Capacidad calorífica (J/Kg*°C) (Cengel, 2011).
La difusividad térmica se concibe como la razón entre el calor conducido a través del material en diversas direcciones (radial ó en una sola dirección) y el calor almacenado por unidad de volumen (J/m3*°C). “Entre mayor es la difusividad térmica, más rápida es la prolongación del calor por el medio (material)”. (Cengel,2011)
Latransferencia de calor en régimen transitorio, implica una variación con el tiempo o dependencia con respecto al tiempo; durante la transferencia de calor transitoria, la temperatura normalmente varía con el tiempo como con la posición. En el caso especial de variación con el tiempo pero no con la posición, la temperatura del medio cambia uniformemente con el tiempo (Cengel, 2011).
Durante el desarrolloexperimental se montó el dispositivo a través del cual se pudieron observar las diferentes formas de transferencia de calor presentes en el experimento. El único inconveniente que se tuvo fue que no se utilizó la tapa del tubo de cobre. Antes de comenzar el experimento se tomaron lecturas de las condiciones iníciales a las cuales se encontraba el liquido de calentamiento (agua) y la glicerina, estocon el fin de poder constatar el incremento gradual de la temperatura de la glicerina y el decremento de la temperatura del agua para comprobar el equilibrio al cual se tenía que llegar, y por ende poder calcular la difusividad que se experimentaba.
Materiales
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Fig. 1 Material ocupado para práctica. (baño de agua, probetas, dispositivo, bomba, glicerina, soporte) |

1 dispositivo...