Practica de calorimetria





Instituto politécnico Nacional

Escuela superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas






Laboratorio de fundamentos de fenómenos de transporte


Practica de calorimetría

“Conducción de calor en una barra cilíndrica con pérdidas de calor”



PROFESOR:

ALUMNA:

GRUPO:

EQUIPO: 3

CALIFICACION:____________
1. MARCO TEÓRICO


Siempre que existeun gradiente de temperaturas en un sistema o siempre que dos cuerpos con diferentes temperaturas se ponen en contacto, se transfiere energía. Este proceso se conoce como transferencia de calor.

Desde el punto de vista de la Ingeniería, el problema es determinar, dada una diferencia de temperatura, cuánto calor se transfiere. En ese sentido, se reconocen tres modos distintos detransferencia de calor: conducción, convección y radiación.

En los tres procesos la temperatura del sistema es una variable que depende tanto de la posición como del tiempo T(r,t) y por lo tanto un análisis matemático de esos procesos involucra ecuaciones diferenciales de varias variables
























2. INTRODUCCIÓN


2.1 Calorimetría

La Calorimetría es lamedida de la cantidad de calor que cede o absorbe un cuerpo en el curso de un proceso físico

2.2 Calor

Es la Energía Térmica que se transfiere de un objeto a otro cuando entran en contacto mutuo, debido a una diferencia de temperaturas entre ellos.

La dirección de la transferencia de la Energía Térmica es siempre desde la sustancia de mayor temperatura hacia la de menor temperatura (osea desde la más caliente a la más fría).

Cuando fluye calor entre dos objetos o sustancias que se encuentran unidas; se dice que están en CONTACTO TÉRMICO.











a. Ley de Fourier


Siempre que existe un gradiente de temperaturas en un medio sólido, el calor fluirá desde la región con mayor temperatura a la región con menor temperatura. La Ley de
Fourier indica quepotencia calorífica que se transfiere por conducción qk es proporcional al gradiente de temperatura y a área a través de la cual se transfiere el calor



Donde k es la constante de proporcionalidad llamada conductividad térmica y refleja las propiedades conductoras del material, el signo negativo indica que cuando la temperatura aumenta con la posición, el calor fluye hacia regiones de menortemperatura





La figura muestra esta situación en un sistema donde
las paredes paralelas al plano (y,z), separadas una distancia L,
se encuentran a temperaturas T1 y T2> T1 conocidas.
El calor fluirá en la dirección x (porque no existe gradiente de
temperaturas en las otras direcciones) y puede expresarse como:
Siempre que la conductividad térmica k sea constante a lo
ancho delmaterial.





Un circuito representa al sistema como una resistencia térmica con el
flujo de calor semejante a la corriente eléctrica y la diferencia de temperaturas parecidas a la diferencia de potencial. Dicho circuito verificará una ley que, a semejanza de la ley de
Ohm, expresa





3. Principios generales de la calorimetría

I. Siempre que entre varios cuerpos haya unintercambio de energía térmica, la cantidad de calor perdido por unos cuerpos es igual a la cantidad de calor ganada por los otros.

II. La cantidad de calor absorbida o desprendida por un cuerpo es directamente proporcional a su variación de temperatura

III. La cantidad de calor absorbida o desprendida por un cuerpo es directamente proporcional a su masa.

IV. Cuando varios cuerpos atemperaturas diferentes se ponen en contacto, la energía térmica se desplaza hacia los cuerpos cuya temperatura es más baja. El equilibrio térmico ocurre cuando todos los cuerpos quedan a la misma temperatura.


3.1 Calor especifico

Es la cantidad de calor que es necesario suministrarle a la unidad de masa de una sustancia para elevar su temperatura en 1°C.

Cada sustancia tiene su propio valor...