Quimica

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Instituto Universitario de Tecnología
“Alonso Gamero”







I



Santa Ana de Coro; Noviembre del 2012
Transferencia de Calor
En todos los procesos químicos se realiza algún intercambio de energía, siendo preciso calentar o enfriar fluidos, cambiar de fase (evaporar ocondensar), mantener un proceso isotérmico, entre otros. En todos los casos que se precisa realizar intercambio de calor entre un foco caliente y un foco frío, es importante conocer la velocidad con la que se va a llevar a cabo la transmisión de calor, ya que va a determinar el tamaño del equipo necesario, así como el equipo auxiliar requerido y los materiales de construcción adecuados.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. Estas velocidades varían dependiendo del tipo de transferencia de calor, las cuales se pueden presentar en tres maneras diferentes, por conducción, entre cuerpos sólidos en contacto, por convección en fluidos líquidos o gases y por radiación a través del medio en que esta pueda propagarse.El requisito indispensable para que tenga lugar la transferencia de calor entre dos sistemas es la existencia de una diferencia de temperatura entre ellos, la transferencia de calor se produce desde el sistema de temperatura alta al sistema de temperatura baja. Cuanto mayor es el gradiente de temperatura mayor es la velocidad de transferencia de calor.
Es de gran relevancia mencionar quela transferencia de calor se puede observar tanto en la vida cotidiana como en los procesos industriales, ya que en su mayoría involucran la transferencia de calor, ya sea mediante el contacto directo de las sustancias o a través de paredes que los separan.
Para poder profundizar lo que es la transferencia de calor se deben conocer algunos conceptos previos entre ellos tenemos:Calor, es la energía en tránsito debido a una diferencia de temperatura, puede llevarse a cabo en un mismo cuerpo o en diferentes cuerpos, sin diferencia de temperaturas, simplemente no hay calor. A diferencia de la Termodinámica, en Transferencia de Calor se va a evaluar la velocidad con la que se lleva a cabo la transferencia de energía.
Recordemos que las tres leyes principales que rigena la Termodinámica son:
Primera ley de la termodinámica (Ley de la Conservación de la Energía): “La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.” La segunda ley de la termodinámica: Entre algunos de sus postulados, enuncia lo siguiente:
a. Todos los procesos naturales son irreversibles.
b. Todos los procesos en los que interviene el rozamiento o en los que hay pérdidas de calor sonirreversibles.
c. El calor nunca se transmite espontáneamente de un sistema hacia otro a mayor temperatura y la tercera ley de la termodinámica: “La entropía del cristal perfecto es 0.”
La transferencia de calor complementa en todo los aspectos a las leyes antes mencionadas, basándose principalmente en la Ley de Flujo, ley un tanto similar a la ley de Ohm ( =Δ). La ley de flujo planteaque:
= ó por
= por
=Δ
La transferencia de calor, se dará siempre de forma simultánea, donde la energía va desde la sustancia de mayor temperatura, esta se manifiesta mediante tres mecanismos, que a su vez dependen del material de las superficies en contacto, del medio, entre otros, entre estos mecanismos tenemos: conducción; transferencia de calor que se produce a...