PREINFORME CONDUCTIVIDAD
Páginas: 5 (1031 palabras)
Publicado: 21 de noviembre de 2015
LABORATORIO DE PROPIEDADES TERMODINAMICAS Y DE TRANSPORTE
Conductividad calorífica
Departamento de Ingeniería Química y ambiental
OBJETIVOS
Específicos
MARCO TEÓRICO
Transferencia de calor
La transferencia de calor es la ciencia que trata de predecir el intercambio de energía que puede tener lugar entre cuerpos materiales, como resultado de una diferencia de temperatura. Latermodinámica enseña que esta transferencia de energía se define como calor. Esta ciencia pretende no solo explicar cómo la energía térmica puede ser transferida, sino también predecir la rapidez con la que, bajo ciertas condiciones específicas, tendrá lugar esa transferencia
La transferencia de energía en forma de calor se da siempre del medio que tiene mayor temperatura al que tiene menor temperaturay se detendrá cuando ambos medios alcanzan la misma temperatura.
Conducción
La conducción es la forma de transmitir el calor en cuerpos sólidos. Cuando se calienta un cuerpo, las moléculas que reciben directamente el calor comienzan a vibrar y chocan con las que las rodean; estas a su vez hacen lo mismo con sus vecinas hasta que todas las moléculas de un cuerpo se encuentran en agitación, espor esta razón que cuando se calienta el extremo de una varilla metálica, después de determinado tiempo el calor llegará al otro extremo.
Cuando en un cuerpo existe un gradiente de temperatura, la experiencia muestra que hay una transferencia de energía desde la región de alta temperatura hacia la región de baja temperatura. Se dice que la energía se ha transferido por conducción y que el flujo decalor por unidad de área es proporcional al gradiente normal de temperatura [1]:
Cuando se introduce la constante de proporcionalidad:
Donde q es el flujo de calor y ∂T/∂x es el gradiente de temperatura en la dirección del flujo de calor. La constante positiva k se llama conductividad térmica del material, y se ha puesto el signo menos para satisfacer el segundo principio de latermodinámica; esto es, el calor debe fluir hacia las temperaturas decrecientes, como se indica en la Figura 1. La ecuación (2) se denomina ley de Fourier de la conducción de calor.
Figura 1. Diagrama que muestra la dirección del flujo de calor
Figura 2. Flujo de calor a través de una pared
La conductividad térmica es una propiedad intrínseca de los materiales que valora la capacidad de conducir elcalor a través de ellos. Basándose en la definición que presenta la ecuación (2), pueden realizarse medidas experimentales para determinar la conductividad térmica de diferentes materiales.
Los resultados de estas mediciones se encuentran consignados en tablas, las cuales muestran la conductividad térmica de dichos materiales a diferentes temperaturas.
Convección
Se sabe que si colocamos una placade metal caliente delante de un ventilador, se enfriará más rápido que cuando se expone al aire en calma. Este proceso se conoce como transferencia de calor por convección, y se presenta cuando está involucrado un fluido en movimiento. En este caso, se necesita tener en consideración la velocidad del fluido, ya que el gradiente de temperaturas depende de la rapidez a la que el fluido se lleva elcalor [1].
Figura 3. Transferencia de calor por convección desde una placa
Para expresar el efecto global de la convección, se utiliza la ley de Newton de enfriamiento:
Siendo h el coeficiente de transferencia de calor por convección, A es el área superficial de la convección, es la temperatura de pared y es la temperatura del fluido suficientemente alejado de la superficie.
Elcoeficiente de transferencia de calor por convección h a diferencia de la conductividad térmica no es una propiedad del fluido. Es un parámetro determinado experimentalmente y su valor depende de las variables que afecten sobre la convección.
Radiación
La radiación es la energía emitida por la materia en forma de ondas electromagnéticas (o fotones) como resultado de los cambios en las configuraciones...
Conductividad calorífica
Departamento de Ingeniería Química y ambiental
OBJETIVOS
Específicos
MARCO TEÓRICO
Transferencia de calor
La transferencia de calor es la ciencia que trata de predecir el intercambio de energía que puede tener lugar entre cuerpos materiales, como resultado de una diferencia de temperatura. Latermodinámica enseña que esta transferencia de energía se define como calor. Esta ciencia pretende no solo explicar cómo la energía térmica puede ser transferida, sino también predecir la rapidez con la que, bajo ciertas condiciones específicas, tendrá lugar esa transferencia
La transferencia de energía en forma de calor se da siempre del medio que tiene mayor temperatura al que tiene menor temperaturay se detendrá cuando ambos medios alcanzan la misma temperatura.
Conducción
La conducción es la forma de transmitir el calor en cuerpos sólidos. Cuando se calienta un cuerpo, las moléculas que reciben directamente el calor comienzan a vibrar y chocan con las que las rodean; estas a su vez hacen lo mismo con sus vecinas hasta que todas las moléculas de un cuerpo se encuentran en agitación, espor esta razón que cuando se calienta el extremo de una varilla metálica, después de determinado tiempo el calor llegará al otro extremo.
Cuando en un cuerpo existe un gradiente de temperatura, la experiencia muestra que hay una transferencia de energía desde la región de alta temperatura hacia la región de baja temperatura. Se dice que la energía se ha transferido por conducción y que el flujo decalor por unidad de área es proporcional al gradiente normal de temperatura [1]:
Cuando se introduce la constante de proporcionalidad:
Donde q es el flujo de calor y ∂T/∂x es el gradiente de temperatura en la dirección del flujo de calor. La constante positiva k se llama conductividad térmica del material, y se ha puesto el signo menos para satisfacer el segundo principio de latermodinámica; esto es, el calor debe fluir hacia las temperaturas decrecientes, como se indica en la Figura 1. La ecuación (2) se denomina ley de Fourier de la conducción de calor.
Figura 1. Diagrama que muestra la dirección del flujo de calor
Figura 2. Flujo de calor a través de una pared
La conductividad térmica es una propiedad intrínseca de los materiales que valora la capacidad de conducir elcalor a través de ellos. Basándose en la definición que presenta la ecuación (2), pueden realizarse medidas experimentales para determinar la conductividad térmica de diferentes materiales.
Los resultados de estas mediciones se encuentran consignados en tablas, las cuales muestran la conductividad térmica de dichos materiales a diferentes temperaturas.
Convección
Se sabe que si colocamos una placade metal caliente delante de un ventilador, se enfriará más rápido que cuando se expone al aire en calma. Este proceso se conoce como transferencia de calor por convección, y se presenta cuando está involucrado un fluido en movimiento. En este caso, se necesita tener en consideración la velocidad del fluido, ya que el gradiente de temperaturas depende de la rapidez a la que el fluido se lleva elcalor [1].
Figura 3. Transferencia de calor por convección desde una placa
Para expresar el efecto global de la convección, se utiliza la ley de Newton de enfriamiento:
Siendo h el coeficiente de transferencia de calor por convección, A es el área superficial de la convección, es la temperatura de pared y es la temperatura del fluido suficientemente alejado de la superficie.
Elcoeficiente de transferencia de calor por convección h a diferencia de la conductividad térmica no es una propiedad del fluido. Es un parámetro determinado experimentalmente y su valor depende de las variables que afecten sobre la convección.
Radiación
La radiación es la energía emitida por la materia en forma de ondas electromagnéticas (o fotones) como resultado de los cambios en las configuraciones...
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