INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS.
PRÁCTICA # 2
“CALORIMETRÍA (CONDUCCIÓN DE CALOR EN UNA BARRA CILINDRICA CON PERDIDAS DE CALOR)”.
LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE
QUINTANAR RAMIREZ MAURICIO
EQUIPO: 1
GRUPO:2IM30OBJETIVO GENERAL
Al término de la práctica, el alumnoserá capaz de identificar y medir la transferencia de calor, a través de un cuerpo sólido.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1.- El alumno realizará, el balance total a través de una varilla sólida de bronce.
2.- El alumno, determinará la cantidad de calor que se transfiere a través del cuerpo sólido aplicando la ley de Fourier.
3.- El alumno determinará la cantidad de calor perdido hacia losalrededores, mediante el cálculo del coeficiente de transmisión de calor.
4.- El alumno identificara, cuando se alcanza el estado estacionario de transferencia de calor, mediante un perfil de temperaturas.
INTRODUCCIÓN
-TRANSFERENCIA DE CALOR
La transferencia de calor se produce normalmente desde un objeto con alta temperatura, a otro objeto con temperatura mas baja. La transferencia de calor cambia laenergía interna de ambos sistemas implicados, de acuerdo con la primera ley de la Termodinámica.
RANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN.
Conducción del Calor
La conducción es la transferencia de calor, por medio de la excitación molecular en el interior del material, sin ningún tipo de movimiento entre los objetos. Si un extremo de una barra de metal está a una temperatura mas alta, entonces setransferirá energía hacia el extremo mas frío, debido a las colisiones de partículas de alta velocidad con las mas lentas, produciéndose una transferencia neta de energía hacia estas últimas. En una transferencia entre dos superficies planas, como la pérdida de calor a través de las paredes de una casa, la tasa de transferencia de calor por conducción es:

= calor transferido en el tiempo == conductividad térmica de la barrera
= área
= temperatura
= grosor de la barrera
CONVECCIÓN
La convección es la transferencia de calor por medio del movimiento de una masa fluida, tal como el aire o el agua. Cuando estos se calientan se mueven hacia fuera de la fuente de calor, transportando consigo la energía. La convección por encima de una superficie caliente ocurre porque, cuando secalienta el aire en contacto con la superficie, se expande, se hace menos denso, y se eleva. De igual manera, el agua caliente es menos densa que la fría y por tanto se eleva, originando corrientes de convección que transportan energía.
CALORIMETRÍA
La calorimetría es la ciencia de medir el calor de las reacciones químicas o de los cambios íísicos; es la parte de la física que se encarga de medirla cantidad de calor generada en ciertos procesos físicos o químicos.El aparato que se encarga de medir esas cantidades es el calorímetro. Consta de un termómetro que esta en contacto con el medio que esta midiendo. En el cual se encuentran las sustancias que dan y reciben calor.
LEY DE FOURIER
La ecuación que describe la conducción térmica se conoce como ley de Fourier, en este caso el campo Ψes la temperatura T, y el coeficiente α=K/(ρc), donde K, es la conductividad térmica, ρ la densidad, y c es el calor específico del material. La conducción del calor se establece siempre que exista un gradiente o diferencia de temperaturas entre dos puntos de una barra metálica.
ECUACIÓN.-
La conducción térmica está determinada por la ley de Fourier. Establece que la tasa de transferencia decalor por conducción en una dirección dada, es proporcional al área normal a la dirección del flujo de calor y al gradiente de temperatura en esa dirección.

Donde:
 es la tasa de flujo de calor que atraviesa el área A en la dirección x
 (o λ) es una constante de proporcionalidad llamada conductividad térmica
 es la temperatura.
el tiempo.
LEY DE ENFRIAMIENTO DE NEWTON
Cuando la diferencia...