Mayo 18

Universidad Del Norte
División De Ingenierías
Departamento De Ingeniería Mecánica

Determinación De La Conductividad Térmica K Y Calor Específicos
De Algunos Materiales

Nelson Javier González Piñeres
Cód. 200027079

Nicolas Lizarazo Peña
Cód.

Alfonso Villalba López
Cód.

Resumen

Con la realización de estas dos experiencias de laboratorio se buscaba determinar la constantede proporcionalidad (conductividad térmica K) del material de una placa y el calor especifico de un sólido por medio del método de mezclas. Para la realización de la primera experiencia de laboratorio se utilizaron dos materiales tales como vidrio y acrílico, los cuales fueron colocados sobre un generador de vapor, una a una, para luego, sobre las mismas situar una gran pedazo de hielo, y medirde esta manera la cantidad de agua que se derretía del mismo para poder de esta forma determinar la conductividad térmica del material, asumiendo que la propagación del calor sobre el hielo era uniforme.
Para la segunda experiencia, se utilizaron tres materiales distintos tales como fueron aluminio, cobre y plomo, los cuales se introdujeron dentro de un generador de vapor, para poder aumentar sutemperatura, y luego fueron llevados a un calorímetro que contenía agua, para poder medir la temperatura final de la mezcla, y conocer así el calor especifico de cada material.

Abstract

The Following article is based on two laboratory experiments which consist on determine the thermal conductivity (k) and the specific heat of a given material. For the making of the first laboratoryexperiment, it was used the method of heat transfer by conduction for two materials such as glass and acrylic, which were placed on a steam generator, one by one, then over the given material a piece of ice is placed, and thus the amount of water melted is measured to determine the thermal conductivity, assuming that the propagation of heat on the ice was smooth. For the second experiment, three differentmaterials were used, such as aluminum, copper and lead that are introduced into a steam generator to increase their temperatures one by one, and then were taken to a calorimeter containing water, measuring the final temperature of the mixture, thus disclosing the specific heat of each material. Analysis and monitoring, and used the corresponding equations for the proper results were made for bothexperiments.

Palabras Claves
Conductividad Térmica, Calor Específico, Transferencia De Calor.
Key words
Thermal conductivity, Specific heat, Heat transfer.


Introducción

La diferencia de temperaturas en distintos puntos de un sistema genera los procesos de intercambio de calor, que pueden ser debidos a tres mecanismos: conducción, convección y radiación. En esta experiencia vamosa estudiar el mecanismo de conducción en sólidos. La base matemática del proceso de conducción es la ley de Fourier, cuyo enunciado, para sistemas unidimensionales de tamaño finito, caso de una lámina de espesor constante, que se puede considerar infinitamente extensa, es el siguiente: Si este material en forma de lámina plana ,se encuentra en contacto con dos focos térmicos a diferentetemperatura Tc (caliente) y Tf (frío), y ha alcanzado el régimen estacionario, la cantidad de calor por unidad de tiempo y superficie que atraviesa la placa será proporcional a la diferencia de temperaturas e inversamente proporcional a su espesor, dicha constante de proporcionalidad se denomina conductividad térmica, k, del material. En esta experiencia tendremos una placa a diferentes temperaturas en susdos caras, para, más adelante, determinar su conductividad térmica, Se repetirá el proceso para otra placa de diferente material y comparar los resultados. El tipo de resultados que se obtuvieron concuerdan con los esperados en estos materiales, serán presentados en Resultados y Discusión.
A nivel microestructural, los enlaces de los materiales juegan un factor importante al momento de valorar...