Ensayo De Conduccion

Introducción.

La transmisión de calor por conducción puede realizarse en cualquiera de los tres estados de la materia: sólido líquido y gaseoso. Para explicar el mecanismo físico de la conducción, pensemos en un gas en el que existe un gradiente de temperaturas y no hay movimiento global. El gas ocupa todo el espacio entre las dos superficies como se muestra en la figura 1. Asociamos latemperatura del gas en cualquier punto con la energía que poseen sus moléculas en las proximidades de dicho punto. Cuando las moléculas vecinas chocan ocurre una transferencia de energía desde las moléculas más energéticas a las menos energéticas. En presencia de un gradiente de temperaturas la transferencia de calor por conducción debe ocurrir en el sentido de la temperatura decreciente, esto es en ladirección positiva del eje de las x.
En los líquidos la situación es muy similar que en los gases, aunque las moléculas están menos espaciadas y las interacciones son más fuertes y frecuentes. En los sólidos la conducción se produce por cesión de energía entre partículas contiguas (vibraciones reticulares). En un sólido no conductor la transferencia de energía ocurre solamente por estasvibraciones reticulares, en cambio en los sólidos conductores se debe también al movimiento de traslación de los electrones libres. La conducción en un medio material, goza pues de un soporte, que son sus propias moléculas y se puede decir que macroscópicamente no involucra transporte de materia.

Reporte experimental.
1. Tabla de resultados.
prueba | WattmetroQ watts | T1 | T2 | T3 | T7 | T8 | T9|
3 | 30.5 | 107.8 | 108.3 | 109.2 | 21.7 | 21.5 | 20.4 |
4 | 40 | 131.3 | 109.7 | 127.7 | 20.7 | 21.6 | 19.0 |
distancia | ----------- | 0cm | 1cm | 2cm | 6cm | 7cm | 8cm |

2. Elaboración de las graficas de temperatura contra distancia para cada potencia suministrada.

Grafico 1. Grafica de la muestra numero 3 a una potencia de 30 watts, temperatura vs distancia.

Grafico 2.Grafica de la muestra numero 4 a potencia de 40 watts, temperatura vs distancia.
3.1. Calculo de las pendientes.
Para el cálculo de las pendientes se utilizo el segmento recto de las graficas y por el método de regresión lineal
Grafico 1: (2, 109.2); (6, 21.7)
Ecuación de la recta: Y=mx+b, en la calculadora la ecuación es: Y=a+bx
Pendiente: b=-21.875 ordenada al origen: 152.95Sustituyendo en la ecuación de la recta: Y= -21.875(x) + 152.95
Grafico 2: (2.127.7); (6,20.7)
Ecuación de la recta: Y=mx+b, en la calculadora la ecuación es: Y=a+bx
Pendiente: b=-26.75 ordenada al origen: 181.2
Sustituyendo en la ecuación de la recta: Y= -26.75(x) + 181.2
3. Determinación de las conductividades térmicas para el latón a partir de los datos experimentales y la ecuaciónde Fourier.

Qx/A= -k (dT/dx)
Si de la formula despejamos -k (coeficiente de conductividad térmica) que es lo que queremos calcular tendremos: (Qx(x2-x1/A (T2-T1)) (-1)= k y entonces vemos los datos disponibles.

* Conductividad a 30 watts:
Qx= 30.0 Qwatts
x= (8-0) =8x10^-2 m
T= (20.4+273.15)-(107.8+273.15) =-87.4 °K
Atotal= 33.35x10^-4 m2Perímetro= 3.141592 (0.025cm)=0.0785 m
Areatapa= 3.141592 ((0.0125)2)=0.00049 m2

Ya que tenemos todos los datos sustituimos en la formula despejada:
30.0 Watts 8x10^-2m -1 56.0407 Watts/m*°K0.00049 m2 -87.4°K

* Conductividad a 40 watts:
Qx= 40.0 Qwatts
x= (8-0) =8x10^-2 m
T= (19.0+273.15)-(131.3+273.15)=-112.3 °K
Atotal= 33.35x10^-4 m2

Perímetro= 3.141592 (0.025m)=0.0785 m
Areatapa= 3.141592 ((0.0125m)2)=0.00049 m2

Ya que...