Rapidez de Enfriamiento


Laboratorio de termodinámica

Ingeniería industrial

Práctica 3: Rapidez de enfriamiento




Introducción

1. ¿Qué es transferencia de calor?

La transferencia de calor es el paso de energía calorífica de un cuerpo de temperatura alta a otro cuerpo con temperatura menor.

El calor siempre fluye desde una región con temperatura mas alta hacia otra región con temperatura mas baja.La transferencia de calor puede ocurrir a través de tres mecanismos posibles, conducción, convección y radiación.

2. ¿Qué mecanismos de transferencia de calor existen? Dar un ejemplo de c/u.

Conducción: fluye el calor a través de medios solidos por la vibración interna de las moléculas.
Las moléculas que reciben el calor aumenta su vibración y chocan con las que rodean, estas hacen lomismo con sus moléulas vecinas hasta que todo el cuerpo este caliente.
Depende de el cuerpo la facilidad y rapidez en el que estos se calientan. Los cuerpos conductores son los que conducen con facilidad el calor, y los aislantes son los que oponen dificultad al paso del calor.
Ejemplo: Un sartén.

Convección: cuando el calor fluye mediante Corrientes dentro de un fluido líquido o gaseoso.
Cuandouna masa de un fluido se calienta al estar en contacto con una superficie caliente, las moléculas se dispersan causando que la masa del fluido sea menos densa. Cuando pasa esto las moleculas se desplazan hacia una region mas fría, mientras que las masas menos calientes se mueven en un sentido opuesto. De esta forma los volumenes mas calientes transfieren calor a los volumenes menos calientes.Ejemplo: Transferencia de calor de un calentador ambiental

Radiación: flujo de calor mediante ondas electromagneticas, en este caso no existe contacto entre los cuerpos.
Esta energía se mueve a la velocidad de la luz.
Para que se pueda percibir, el cuerpo debe de estar a una temperatura muy elevada.
Ejemplo: Rayos de luz solar.


3. Definir la Ley de Enfriamiento de Newton.

La ley deenfriamiento de Newton establece que la temperatura de un objeto calentado disminuye de manera exponencial con el tiempo, hacia la temperatura del medio que lo rodea.


Objetivos
-Observar como la velocidad del enfriamiento del agua depende de ciertas variables.
-Comprobar que el unicel funciona como pared adiabática y que el vidrio como pared diatérmica.
-Observar hacia donde fluye el caloren un vaso de agua caliente.
-Observar cómo funciona la velocidad de enfriamiento de un objeto respecto al medio externo en el que se encuentra.

Material
-2 sensores de temperatura
-Lab pro
-1 vaso de precipitados de 300 ml
-1 vaso de precipitados de 100 ml
-1 vaso de unicel de 100 ml
-1 probeta de 50 ml
-1 termómetro de bulbo °C
-1 Calentador de inmersión
-1 cronómetro
-1 cubetahielos


Diagrama del dispositivo que usamos para realizar el experimento.



Resumen

Realizamos un experimento mediante el cual pudimos ver con que rapidez enfría el agua en distintos materiales. Graficamos los cambios de temperatura contra tiempo del agua contenida en dos diferentes materiales. Realizamos otro experimento en el cual medimos temperaturas en diferentes puntos de un vaso conagua caliente conforme al tiempo y registramos los resultados en una tabla.

Resultados

Tabla de resultados #1: Medición de incertidumbre del tiempo.

Prueba
Tiempo(+-.0005 segundos)
1
.190
2
.187
3
.176
4
.204
5
.202
6
.178
7
.163
8
.168
9
.130
10
.231
PROMEDIO
.182


Tabla de resultados #2: Diferentes temperaturas contra tiempo.

Tiempo
(+-303x(10^-8 minutos))Temp.ambiente (+- .05°C)
Temp. agua(+- .05°C)
Temp. aire sobre el agua(+- .05°C)
Temp. a un lado de la taza(+- .05°C)
Temp. aire cerca de la taza(+- .05°C)
Temp. mesa cerca de la taza(+- .05°C)
Temp. debajo de la taza(+- .05°C)
0
24.6
73
26.2
26.3
26.6
27.1
27.2
5
24
58
29.9
27.3
26.8
26.2
26.3
10
23.5
50
26.1
26.3
26.4
26.5
27.6
20
23.1
44.5
26.8
26.1
26...