CALORIMETRIA


INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LAB. FUNDAMENTOS DE FENOMENOS DE TRANSPORTE

PRACTICA DE CALORIMETRIA:
CONDUCCIÓN DE CALOR EN UNA BARRA CILÍNDRICA CON PÉRDIDAS DE CALOR

CONDUCCION DE CALOR EN UNA BARRA CILINDRICA CON PERDIDAS DE CALOR



EQUIPO: 2





OBJETIVO GENERAL:
Al término de la práctica, el alumno será capaz deidentificar y medir la transferencia de calor, a través de un cuerpo sólido.
OBJETIVOS PARTICULARES:
El alumno realizara, el balance de calor total a través de una varilla solida de bronce.

El alumno, determinara la cantidad de calor que se transfiere a través del cuerpo solido aplicando la ley de Fourier

El alumno determinara la cantidad de calor perdido hacia los alrededores mediante el cálculo delcoeficiente de transmisión de calor.
INTRODUCCIÓN:
En la presente práctica llamada “Calorimetría: Conducción de calor en una barra cilíndrica con pérdidas de calor”, experimentaremos y analizaremos un fenómeno como su nombre lo dice de transferencia de calor, “la cual está relacionada con la razón de intercambio de calor entre cuerpos calientes y fríos llamados fuente y recibidor”(1), que en estecaso usaremos una barra cilíndrica de bronce que será nuestro recibidor y nuestro calorímetro será nuestra fuente. “Hay tres formas diferentes en las que el calor puede pasar de la fuente al recibidor, aún cuando muchas de las aplicaciones en la ingeniería son combinaciones de dos o tres. Estas son, conducción, convección y radiación:
La conducción es la transferencia de calor a través de unmaterial fijo tal como la pared estacionaria mostrada en la figura, la dirección del flujo de calor será de ángulos rectos a la pared, si las superficies de las paredes son isotérmicas y el cuerpo es homogéneo e isotrópico. Suponemos que una fuente existe a la izquierda y un recibidor en la parte derecha. Es conocido y después se confirmará por una derivación, que el flujo de calor por hora esproporcional al cambio de temperatura a través de la pared y al área de la pared A.


Si t es la temperatura en cualquier punto de la pared y x es el grueso de la pared en dirección del flujo de calor, la cantidad de flujo de calor dQ es dada por: El término dt/dx es un gradiente de temperatura y tiene signo – si se puso un T mayor en la cara de la pared en donde x=0 y menor en la cara donde x=X. Lacantidad instantánea de transferencia de calor es proporcional al área y a la diferencia de T que impulsa el calor a través de la pared.
La convección es la transferencia de calor entre paredes relativamente calientes y frías de un fluido por medio de mezcla. Se supone que un recipiente con un líquido se coloca sobre una llama caliente. El líquido que se encuentra en el fondo del recipiente secalienta y se vuelve menos denso que antes, debido a su expansión térmica. El líquido adyacente también es menos denso que la porción superior fría y asciende a través de ella, transmitiendo su calor por medio de mezcla. Este tipo de transferencia de calor puede ser descrito en una ecuación que imita la forma de la ecuación de conducción y es dada por: La constante de proporcionalidad h es untérmino sobre el cual tiene influencia la naturaleza del fluido y la forma de agitación, y debe ser evaluado experimentalmente. Se llama coeficiente de transferencia de calor. Cuando la ecuación anterior se escribe en forma integrada, , se le conoce como la ley de enfriamiento de Newton. La radiación involucra la transferencia de energía radiante desde una fuente a un recibidor. Cuando la radiación seemite desde una fuente a un recibidor, parte de la energía se absorbe por el recibidor y parte es reflejada por él. Basándose en la segunda ley de la termodinámica, Boltzmann estableció que la velocidad a la cual una fuente da calor es: Esto se conoce como la ley de la cuarta potencia, T es la temperatura absoluta. es una constante dimensional, pero es un factor peculiar a la radiación y se...