Termodinamica




CARRERA: ING. MECATRONICA.
MATERIA: TERMODINAMICA.
CATEDRATICO:
UNIDAD 5:
5. MECANISMOS DE TRASFERENCIA DE CALOR
5.1. CONDUCCION
5.2 CONVECCION
5.3 RADIACION
5.4 MECANISMOS SIMULTANEOS

NOMBRE DE LOS INTEGRANTES:
























El calor siempre fluye desde una región con temperatura más alta hacia otra región con temperatura más baja. La transferencia o dispersión del calor puedeocurrir a través de tres mecanismos posibles, conducción, convección y radiación:


donde α es la difusividad térmica, que es una propiedad del material.
5.1CONDUCCIÓN:
Flujo de calor a través de medios sólidos por la vibración interna de las moléculas y de los electrones libres y por choques entre ellas. Las moléculas y los electrones libres de la fracción de un sistema con temperatura alta vibrancon más intensidad que las moléculas de otras regiones del mismo sistema o de otros sistemas en contacto con temperaturas más bajas. Las moléculas con una velocidad más alta chocan con las moléculas menos excitadas y transfieren parte de su energía a las moléculas con menos energía en las regiones más frías del sistema. Las moléculas que absorben el excedente de energía también adquirirán unamayor velocidad vibratoria y generarán más calor (energía potencial -absorbe calor- <--> energía cinética -emite calor).

Por ejemplo, la conducción de calor a través de la carrocería de un coche.

Los metales son los mejores conductores térmicos; mientras que los materiales no metálicos son conductores térmicos imperfectos.


En general la temperatura depende de las tres coordenadas espaciales (x,y,z ) y del tiempo ( t ) , es decir, T = f ( x,y,z,t ). La ecuacion general de la conducción se expresa como:

Donde:
--- T: campo de temperaturas , T = f ( x, y, z, t )
--- qG: calor generado por las fuentes internas
--- k: conductividad térmica
--- a: difusividad térmica
Aplicaciones del Calor por Conducción:
Algunas de las aplicaciones en nuestra vida diaria del calor por conducción es como porejemplo cuando se va a calentar la comida dentro de una olla se calienta la hora y ese calor se lo transmite a la comida, y es en ese momento donde se utiliza por calor por conducción.
Imágenes:





Video de Calor por Conducción:

















Bibliografía conducción de calor:
http://www.telecable.es/personales/albatros1/calor/transferencia_de_calor_03_conduccion01.htmhttp://www.biocab.org/Transferencia_Calor.html
5.2 CONVECCIÓN:
Es el flujo de calor mediante corrientes dentro de un fluido (líquido o gaseoso). La convección es el desplazamiento de masas de algún líquido o gas. Cuando una masa de un fluido se calienta al estar en contacto con una superficie caliente, sus moléculas se separan y se dispersan, causando que la masa del fluido llegue a ser menos densa. Cuando llega a sermenos denso se desplazará hacia arriba u horizontalmente hacia una región fría, mientras que las masas menos calientes, pero más densas, del fluido descenderán o se moverán en un sentido opuesto al del movimiento de la masa más caliente (el volumen de fluido menos caliente es desplazado por el volumen más caliente). Mediante este mecanismo los volúmenes más calientes transfieren calor a losvolúmenes menos calientes de ese fluido (un líquido o un gas).

Por ejemplo, cuando calentamos agua en una estufa, el volumen de agua en el fondo de la olla adquirirá el calor por conducción desde el metal de la olla y se hará menos denso. Entonces, al ser menos denso, se moverá hacia la superficie del agua y desplazará a la masa superior menos caliente y más densa hacia el fondo de la olla.

Sin importarla naturaleza particular del proceso de transferencia de calor por convección, el flujo de calor por unidad de área, es proporcional a la diferencia de temperatura entre la superficie () y del fluidos que la rodea (). La ecuación que modela adecuadamente éste fenómeno se conoce como Ley de enfriamiento de Newton y se expresa de la siguiente forma:


Donde q es el flujo de calor por unidad de...