flujo

    Las leyes de la Termodinámica tratan de la transferencia de energía pero solo se refieren a sistemas que están en equilibrio. Por ello, permiten determinar la cantidad de energía requerida para cambiar un sistema de un estado de equilibrio a otro pero no sirven para predecir la rapidez con que puedan producirse estos cambios. La transferencia de calor complementa la primera y la segunda ley,proporcionando los métodos de análisis que pueden utilizarse para predecir esta velocidad de transmisión. Ejemplo:Calentamiento de una barra de acero colocada en agua caliente:Con la Termodinámica se predicen las temperaturas finales una vez los dos sistemas hayan alcanzado el equilibrio y la cantidad de energía transferida entre los dos estados de equilibrio inicial y final. Con la Transferenciade Calor se puede predecir la velocidad de transferencia térmica del agua a la barra así como la temperatura del agua en función del tiempo.    La Transferencia de Calor puede ser por conducción, convección y radiación.TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN        Cuando en un medio sólido existe un gradiente de temperatura, el calor se transmite de la región de mayor temperatura a la de menortemperatura. El calor transmitido por conducción por unidad de tiempo qk es proporcional al gradiente de temperatura dT/dx multiplicado por el área A a través del cual se transfiere es decir                                           T: temperatura  ;  x:  dirección del flujo de calorEl flujo de calor depende de la conductividad térmica k que es la propiedad física del medio [W/m K], luego setiene                                                                                     Convenios del signo  Fig. 4.13 Representación del convenio del signoCONDUCCIÓN A TRAVÉS DE UNA PARED PLANA        El calor fluye en dirección perpendicular a la superficie. Si la conductividad térmica es uniforme, la integración de la ecuación quedacomo                                                                                Fig. 4.14 Sección transversal de una pared planaCONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES PLANAS EN SERIE     En estado estacionario el flujo de calor a través de todas las secciones debe ser el mismo. Sin embargo, los gradientes son distintos                                                                                                                         Fig. 4.15 Conducción unidimensional a través de paredes planas en serieA partir de la ecuación 4.4 se tienenlas siguientes relaciones                                                                                           sustituyendo 4.5 y 4.6 en 4.4                                                   luego el flujo de calor será                                                     Para un conjunto de n  paredes en perfecto contacto térmico, el flujo de calor es               ANALOGÍA ELÉCTRICA DE LACONDUCCIÓN        Utiliza los conceptos desarrollados en la teoría de los circuitos eléctricos y con frecuencia se llama analogía entre el flujo de calor y la electricidad. La combinación L/kA  equivale a una resistencia y la diferencia de temperatura es análoga a una diferencia de potencial. La ecuación puede escribirse en una forma semejante a la ley de Ohm de la teoría de los circuitoseléctricos                                              en donde                                                          El recíproco de la resistencia térmica se denomina conductancia térmicaPara tres secciones en serie                                    MATERIALES DISPUESTOS EN PARALELO        El análisis del circuito supone que el flujo es unidimensional    Fig. 4.16  Analogía eléctrica para paredes enparalelo                                                                           Fig. 4.17 Resistencia equivalenteRESISTENCIA DE CONTACTO        Cuando superficies conductoras distintas se sitúan en contacto, aparece generalmente una resistencia térmica en la interfase de los sólidos. Esta resistencia, llamada...