practica 1
Páginas: 8 (1933 palabras)
Publicado: 19 de junio de 2013
LABORATORIO DE CALOR Y MASA
Evaluación de la conductividad térmica
RESUMEN
Se tiene conocimiento de que los diferentes materiales almacenan calor de forma diferente y se ha definido la propiedad de Calor específico (Cp) como una medida de la capacidad de un material para almacenar energía térmica.
En esta práctica se determinó el coeficiente de la conductividad térmica (k) del cobre,vidrio pyrex y poliestireno; conociendo la conductividad térmica de cada material es posible deducir cual es mayor conductor de calor o cuál es mejor aislante.
Con los resultados obtenidos se propone un modelo matemático que describa la variación de la temperatura con respecto al tiempo para cada uno de los materiales.
La conductividad térmica de un material se puede definir como la velocidad detransferencia de calor atreves de un espesor de material por unidad de área.
OBJETIVOS
Proponga y resuelva un modelo para la transferencia de calor desde el interior de un recipiente a través de la pared de cada contenedor.
Determine el coeficiente de conductividad térmica de los materiales de la pared de cada contenedor.
Aplicar los principios de transferencia de calor al experimento delaboratorio.
Medir variables y parámetros locales y globales en procesos de transferencia de calor.
Analizar e interpretar resultados experimentales.
INTRODUCCIÓN
La determinación de las propiedades termofísicas de materiales es importante en todos los procesos donde ocurren intercambios de energía, en particular de calor. Para el diseño, operación y mantenimiento de sistemas y equiposmecánicos es importante conocer el valor de estas propiedades en particular la conductividad térmica, para materiales sólidos conductores térmicos como el cobre, poliestireno y vidrio pyrex.
La diferencia de temperaturas en distintos puntos de un sistema genera los procesos de intercambio de calor, que pueden ser debidos a los mecanismos: conducción, convección o radiación.
La transmisión de calorpor conducción se produce por la migración de electrones libres o propagación de vibraciones mecánicas, dentro de los límites de un cuerpo, a través de la superficie de contacto entre dos cuerpos, sin que ocurra transporte de materia.
En general, la conductividad térmica depende de la temperatura. En la práctica se evalúa la conductividad térmica a la temperatura promedio y se consideraconstante.
En esta práctica se a estudia el mecanismo de conducción en sólidos. La base matemática del proceso de conducción se basa en la “ley de Fourier”.
\* MERGEFORMAT (.)
Si este material en forma de lámina plana, tal y como aparece en la figura 1, se encuentra en contacto con dos focos térmicos a diferente temperatura Tc (caliente) y Tf (frío) y ha alcanzado el régimen estacionario, lacantidad de calor por unidad de tiempo y superficie que atraviesa la placa será proporcional a la diferencia de temperaturas e inversamente proporcional a su espesor, dicha constante de proporcionalidad se denomina conductividad térmica, k, del material.
Figura 1.- Espesor donde se lleva a cabo la transferencia de calor
En la figura 2 se muestra un aproximado de la conductividad térmica paradiferentes materiales y que permite comparar los resultados obtenidos en el experimento.
Figura 2.- Valores aproximados para la conductividad térmica
DISEÑO DE LA PRÁCTICA
El arreglo experimental se compone de un recipiente cerrado, con tapa y fondo perfectamente aislados. Varios termopares cuya posición deberá ser seleccionada miden las temperaturas requeridas, de acuerdo al modelo.Figura 3.- Esquema del recipiente.
El recipiente se llena con agua caliente, se tapa y se observa el cambio de las temperaturas registradas con los termopares conforme transcurre el tiempo. La rapidez de la evolución de este proceso está asociada a los coeficientes de transferencia de calor y a la conductividad térmica de la pared del recipiente.
MATERIALES
6 Termómetros...
Evaluación de la conductividad térmica
RESUMEN
Se tiene conocimiento de que los diferentes materiales almacenan calor de forma diferente y se ha definido la propiedad de Calor específico (Cp) como una medida de la capacidad de un material para almacenar energía térmica.
En esta práctica se determinó el coeficiente de la conductividad térmica (k) del cobre,vidrio pyrex y poliestireno; conociendo la conductividad térmica de cada material es posible deducir cual es mayor conductor de calor o cuál es mejor aislante.
Con los resultados obtenidos se propone un modelo matemático que describa la variación de la temperatura con respecto al tiempo para cada uno de los materiales.
La conductividad térmica de un material se puede definir como la velocidad detransferencia de calor atreves de un espesor de material por unidad de área.
OBJETIVOS
Proponga y resuelva un modelo para la transferencia de calor desde el interior de un recipiente a través de la pared de cada contenedor.
Determine el coeficiente de conductividad térmica de los materiales de la pared de cada contenedor.
Aplicar los principios de transferencia de calor al experimento delaboratorio.
Medir variables y parámetros locales y globales en procesos de transferencia de calor.
Analizar e interpretar resultados experimentales.
INTRODUCCIÓN
La determinación de las propiedades termofísicas de materiales es importante en todos los procesos donde ocurren intercambios de energía, en particular de calor. Para el diseño, operación y mantenimiento de sistemas y equiposmecánicos es importante conocer el valor de estas propiedades en particular la conductividad térmica, para materiales sólidos conductores térmicos como el cobre, poliestireno y vidrio pyrex.
La diferencia de temperaturas en distintos puntos de un sistema genera los procesos de intercambio de calor, que pueden ser debidos a los mecanismos: conducción, convección o radiación.
La transmisión de calorpor conducción se produce por la migración de electrones libres o propagación de vibraciones mecánicas, dentro de los límites de un cuerpo, a través de la superficie de contacto entre dos cuerpos, sin que ocurra transporte de materia.
En general, la conductividad térmica depende de la temperatura. En la práctica se evalúa la conductividad térmica a la temperatura promedio y se consideraconstante.
En esta práctica se a estudia el mecanismo de conducción en sólidos. La base matemática del proceso de conducción se basa en la “ley de Fourier”.
\* MERGEFORMAT (.)
Si este material en forma de lámina plana, tal y como aparece en la figura 1, se encuentra en contacto con dos focos térmicos a diferente temperatura Tc (caliente) y Tf (frío) y ha alcanzado el régimen estacionario, lacantidad de calor por unidad de tiempo y superficie que atraviesa la placa será proporcional a la diferencia de temperaturas e inversamente proporcional a su espesor, dicha constante de proporcionalidad se denomina conductividad térmica, k, del material.
Figura 1.- Espesor donde se lleva a cabo la transferencia de calor
En la figura 2 se muestra un aproximado de la conductividad térmica paradiferentes materiales y que permite comparar los resultados obtenidos en el experimento.
Figura 2.- Valores aproximados para la conductividad térmica
DISEÑO DE LA PRÁCTICA
El arreglo experimental se compone de un recipiente cerrado, con tapa y fondo perfectamente aislados. Varios termopares cuya posición deberá ser seleccionada miden las temperaturas requeridas, de acuerdo al modelo.Figura 3.- Esquema del recipiente.
El recipiente se llena con agua caliente, se tapa y se observa el cambio de las temperaturas registradas con los termopares conforme transcurre el tiempo. La rapidez de la evolución de este proceso está asociada a los coeficientes de transferencia de calor y a la conductividad térmica de la pared del recipiente.
MATERIALES
6 Termómetros...
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