ENERGIA

BALANCES DE ENERGIA

•  

=-div(

• En estado estable y sin generación,
div(
= Cte

Mecanismos de
transmisión de calor

Conducción: transferencia de energía
desde cada porción de materia a lamateria adyacente por contacto
directo, sin intercambio, mezcla o
flujo de cualquier material.

Convección: transferencia de energía
mediante la mezcla íntima de distintas
partes del material: se producemezclado e intercambio de materia.

Convección natural: el origen
del mezclado es la diferencia de
densidades que acarrea una
diferencia de temperatura.
Convección forzada: la causa del
mezclado es unagitador
mecánico o una diferencia de
presión (ventiladores,
compresores...) impuesta
externamente.

Radiación: transferencia de energía mediada por ondas electromagnéticas,
emanadas por los cuerposcalientes y absorbidas por los cuerpos fríos.
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Flujo de calor
Energía que atraviesa una superficie por unidad
de tiempo  Potencia
watios

Potencia =

Energía
Tiempo

Densidad de flujo
Potencia queatraviesa una superficie por unidad de
tiempo y unidad de área

Watios/m2

Potencia
Área

dT
Q  kA
dx

x

T T (x )
Q
dT
 k
A
dx
A

Conducción

Ley de Fourier: determinación del flujo de calor(Estado estacionario)

Q x
X

Calor difundido por
unidad de tiempo

Conductividad térmica (W·m-1·grado -1):
calor que atraviesa en la dirección x un
espesor de 1 m del material como
consecuencia deuna diferencia de 1
grado entre los extremos opuestos

dT
Q x  kA
dx

Superficie (m2): superficie a
través de la cual tiene lugar la
transmisión de calor

Gradiente de
temperatura (grados/m):variación de la
temperatura en la
dirección indicada por x.

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Conductividades térmicas de algunos materiales
a temperatura ambiente
Material
Vapor de agua
Aire
Agua líquida
Mercurio
Espuma depoliestireno
Papel
Vidrio
Hielo
Plomo
Acero
Aluminio
Cobre

-1
-1
K (W·m
k ·K )
0.025
0.026
0.61
8.4
0.036
0.13
0.35-1.3
2.2
34
45
204
380

Malos conductores

Buenos conductores

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Resistencias térmicas...