laboratorio




Informe de Física
Transferencia de Calor

INFORME
Integrantes:
Raygal calderón, Elton

Grupo: C15 - 1 – A

Profesor: Rocha Cabrera, Ronald DavidSemana 4
Fecha de realización: 23 de marzo
Fecha de entrega:
2013 – II


TRANSFERENCIA DE CALOR

.CONDUCCION:
Si un atizador metálico se pone al fuego o una cuchara de palta se mete en un plato de sopa caliente, el extremo del atizador o de la chuchara se calientan, aun cuando no se encuentren en contacto directocon la fuente de calor. Afirmamos que el calor se ha conducido desde el extremo caliente hasta el extremo frío.
La conducción del calor puede imaginarse como el resultado de las colisiones moleculares. A medida que se calienta un extremo del objeto, las moléculas se mueven cada vez más rápido. Cuando estas chocan con sus vecinas que se mueven más despacio, transfieren parte de su energía a estásultimas aumentando con ello la velocidad de las mismas. Estas, a su vez, transfieren parte de su energía a través de colisiones con moléculas aún más alejadas en el objeto. De este modo la energía del movimiento térmico se transfiere por medio de colisiones moleculares a través del objeto.
La conducción de calor se produce solo si existe una diferencia de temperatura: se encuentra experimentalmenteque la razón de flujo de calor a través de una sustancia es proporcional a la diferencia de temperatura entre sus extremos. También depende del tamaño y forma del objeto; para investigar esto de modo cuantitativo, considere el flujo de calor a través de un objeto uniforme como el que se muestra en la figura. Los experimentos señalan que el flujo de calor Q por intervalo de tiempo t estádeterminado por la relación.
Ecuaciones:

dQ = kA Th - Tc
dt L

en donde A es el area de la sección transversal del objeto, L es la distancia entre los dos extremos, los cuales se encuentran a la temperatura T1, T2 y k es una constante de proporcionalidad llamada conductividad térmica, la cual es característica del material. En algunos casos (como en los k y A no puedenconsiderarse constantes) necesitamos considerar el límite de una pequeña rebanada infinitesimal de espesor dx. En este caso la ecuación se convierte en:

dQ = -kA dT
dt dx

En donde dT/dx es el gradiente de temperatura y el signo negativo se incluye porque el flujo de calor es en la dirección opuesta al gradiente de temperatura.
Lassustancias para las cuales k es grande conducen el calor rápidamente y se dice que son buenos conductores. Las sustancias para las que k es pequeña, como los asbestos y el fieltro son malos conductores del calor y por ello se dicen son buenos aisladores.

.CONVECCION:
A pesar de que los líquidos y los gases no son muy buenos conductores de calor, pueden transferir el calor bastante rápido pormedio de la convección. La convección es el proceso mediante el cual el calor se transfiere por el movimiento en masa de moléculas de un lugar a otro. En tanto que la conducción implica que las moléculas se mueven solo pequeñas distancias y que experimentan colisiones, la convección entraña el movimiento de moléculas a grandes distancias.
Un horno de aire forzado, en el cual el aire se calienta ydespués se expulsa con ayuda de un ventilador hacia un cuarto, es un ejemplo de convección forzada. La convección natural también ocurre, un ejemplo familiar es el que el aire caliente ascienda. Por ejemplo, el aire sobre un radiador (u otro tipo de calentador) se expande conforme se calienta, en consecuencia, su densidad decrece; como su densidad es menor, se eleva. Las corrientes oceánicas...