Transmisión De Calor Por Conducción En Régimen Estacionario Y Flujo

TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONDUCCIÓN EN RÉGIMEN ESTACIONARIO Y FLUJO
UNIDIRECCIONAL. LEY DE FOURIER.
La conducción es el único mecanismo de transmisión delcalor posible en los medios sólidos
opacos. Cuando en estos cuerpos existe un gradiente de temperatura en la dirección x, el calor
se transmite de la regiónde mayor temperatura a la de menor temperatura, siendo el calor
transmitido por conducción k Q , proporcional al gradiente de temperatura dT dx , y a lasuperficie A , a través de la cual se transfiere, esto es:
k
Q A dT
dx
∝
en donde T es la temperatura y x la dirección del flujo de calor (no el sentido).
Elflujo real de calor depende de la conductividad térmica k , que es una propiedad física del
cuerpo, por lo que la ecuación anterior se puede expresar en laforma:
k
Q k A dT
dx
= − ec. 1
en la que si la superficie A de intercambio térmico se expresa en m2 , la temperatura en Kelvin
(K ) , la distancia x enmetros y la transmisión del calor en W , las unidades de k serán W / mK .
La ecuación 1 se conoce como Ley de Fourier.
Figura 2 Convenio de signos para latransmisión del calor por conducción
El signo menos (-) es consecuencia del Segundo Principio de la Termodinámica, según el cual, el
calor debe fluir hacia lazona de temperatura más baja (figura 2). El gradiente de temperaturas
es negativo si la temperatura disminuye para valores crecientes de x , por lo que si elcalor
transferido en la dirección positiva debe ser una magnitud positiva, en el segundo miembro de
la ecuación anterior hay que introducir un signo negativo.