Unidad 4

Unidad IV
Fenómenos de transferencia de calor por cambio de fase
El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren enequilibrio térmico.
El calor puede ser transferido por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
El calor que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende delcamino. Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es la transferencia de parte de dicha energía interna (energía calorífica) de un sistema a otro, con la condición de que estén a diferente temperatura.
Uno de los efectos que provoca la variación de temperatura en los materiales, es la dilatación, esta dependerá exclusivamente del material que se desea analizar, esta dilatación sedice que es proporcional a la variación de temperatura y su fórmula es:

ΔL= α L0 ΔT

Donde:
L0 = longitud inicial
ΔT = variación de la temperatura (ºC)
α = Coeficiente de dilatación [1/ ºC]

Este cálculo es de mucha importancia en la construcción de puentes y edificios debido a que los materiales podrán contraerse con el frío y expandirse con el calor, en otras palabras su longitudcambiara y para ello se debe disponer de las holguras necesarias. Por ejemplo una viga de bronce de 10 metros al tener una variación de temperatura de 50ºC, podría expandirse hasta 7,1 [cm].

Calor especifico

“El calor especifico (c) de un material se refiere a la cantidad de calor que debe fluir de o hacia una unidad de masa, para cambiar en un grado su temperatura.”

Por ejemplo, el aluminiotiene un peso especifico de 0.21 [cal /g ºC]. Que significa que para que la masa de 1 gramo de aluminio aumente su temperatura en 1ºC, se necesita un flujo de calor de 0.21 [cal].

La fórmula para calcular el calor, utilizando el calor específico de una sustancia es:

Q = c m ΔT

Donde:
Q = calor
c = calor especifico
m = masa
ΔT = variación de temperatura

Como se sabe la materia,la podemos encontrar en distintos estados (Sólido, Liquido y Gaseoso) y el estado en el cual encontramos la materia dependerá de la temperatura. Dependiendo del cambio de estado, este puede ser identificado con los siguientes nombres:

Cuando se produce un cambio de estado se conoce como calor latente, es decir, la temperatura en la materia permanece constante, en cambio cuando hay unavariación de temperatura, esto se conoce como calor sensible. Estas dos formas de calor son las que utilizará un cuerpo para pasar de un estado a otro.

Condensación y ebullición
La ebullición es el proceso físico en el que un líquido pasa a estado gaseoso. Se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión. Si se continúa calentandoel líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso.
Este proceso es muy distinto a la evaporación, que es paulatino y para el que, en altitudes superiores, la presión atmosférica media disminuye, por lo que el agua necesitatemperaturas menores para entrar en ebullición.
En una olla a presión, el agua llega a una temperatura de 120 °C antes de hervir, debido a la mayor presión alcanzada por los gases en su interior. Gracias a esta mayor temperatura del agua en el interior de la olla, la cocción de la comida se da más rápidamente.
La adición de aditivos al agua puede hacer aumentar su punto de ebullición. Y algunos...