Transferencia de calor por conduccion y aislamiento termico

LABORATORIO 1: CONDUCCION UNIDEMNSIONAL Y AISLAMIENTO TERMICO
1. PROCEDIMIENTO



El



















2. OBJETIVOS
Comprobar el fenómeno de transferencia de calor por conducción, sin desconocer la presencia de otras formas de pérdidas de calor.
Calcular con datos experimentales la conductividad termina de diferentes materiales.
Verificar que la conductividadtérmica es una propiedad independiente de la geometría.

3. MARCO TEORICO
CONDUCCION
En este método de transferencia de calor, se conduce calor solo si existe una diferencia de temperatura entre dos partes del medio conductor. Considere una losa con un área de sección transversal L y área de sección transversal A. suponiendo que una de las caras se mantiene a una temperatura T2 y la otra cara estáa una temperatura T1 . Experimentalmente se encuentra que la razón de flujo de calor , esto es, el flujo de calor Q, por unidad de tiempo , es proporcional a la diferencia de temperatura T2 - T1 y al área A, e inversamente proporcional al espesor de la losa. En términos específicos el flujo de calor está dado por:

Mientras mayor la conductividad térmica, mejor conductor de calor es el materialen consideración. Los metales son buenos conductores de calor con k del orden de 103 a 104 veces más grandes que buenos aislantes, como asbesto o lana mineral. El aire es un buen aislante. Ello explica la eficacia en evitar la transmisión de calor por conducción que tiene la ropa de lana y las ventanas con doble vidrio. Por otra parte, los tejidos del cuerpo son buenos aislantes, por lo que latemperatura son malos conductores, el interior del cuerpo puede mantenerse caliente incluso en un ambiente frío. del cuerpo es relativamente uniforme. 
LEY DEFOURIER
En estado estacionario, unidimensional y sin generación de calor, siguiendo la teoría de Fourier podemos determinar la resistencia de un material al paso de la energía ya que se cumple la siguiente igualdad:

Por tanto si conocemosQ, T y los parámetros dimensionales área y espesor se podrá determinar la resistencia ejercida por el material de aislamiento.
Por otra parte se tiene que , de esta manera si conocemos una de las resistencias y los gradientes de temperatura podemos hallar la otra resistencia.
Para un tiempo muy corto (0) se puede plantear la siguiente aproximación:

La resistencia térmica permite hallar laconductividad térmica del material o por lo menos entender de manera cualitativa su efecto.

4. DESCRIPCION DE EQUIPOS UTILIZADOS

Termómetro Infrarrojo: es un instrumento para medir la temperatura desde la distancia, utilizando la cantidad de energía infrarroja emitida por el objeto y su emisividad.





Termocupla: Es un sensor de temperatura, constituido de dos alambres dedistintos materiales unidos en un extremo. Cuando existe un incremento en la temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño, del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura.
Cronometro: un instrumento que se utiliza para medir fracciones de tiempo.


Vaso de precipitado o vaso pirex: es un recipiente cilíndrico de vidrio capaz almacenar líquidos, alcanzaraltas temperaturas y trasvasar liquido.se recomienda no medir volúmenes debido a los cambios de temperatura que los líquidos o gases puedan tener, entonces arroja un resultado erróneo.




5. RECOLECCIÓN DE DATOS
Sección 1: Recipiente sin Aislante
Cantidad de Agua en ml: 310
Dimensiones del Recipiente: Alto [ 106 ] mm; Diámetro [70 ]mm; Espesor [4.2 ]mm.
Temperatura Inicial: [95]
Recipiente con geometría (Marque con una x): Cilíndrica (x ), Pared Plana (), Esférica ( )
DATO
TIEMPO (s)
TEMPERATURA INTERNA (°C)
TEMPERATURA EXTERNA (°C)
1
15
70
68
2
30
73
67,5
3
45
74
67,5
4
60
75
67,3
5
75
73
67,4
6
105
73
66,8
7
135
73
66,5
8
165
73
66,3
9
195
71
66
10
240
70
65,5
11
300
70
65,4
12...