Balance macroscópico de energía calentamiento de un tanque agitado

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El balance macroscópico de energía es un análisis que involucra la identificación de las fuentes de energía en un sistema, la cantidad de energía que entra y sale del mismo, y la distribución de energía dentro de sí. En el presente informe se observó experimentalmente la evolución de la temperatura del fluido contenido en el tanque con el tiempo de calentamiento, además se determinó el valor medio para el producto (UA), y se calculó el valor del coeficiente global de transferencia de calor (U). Estos ensayos se realizaron utilizando un baño termostático con agua. Inicialmente se ajustó el baño termostático a una temperatura de 61 °C, después se procedió a tomar la temperatura del fluido cada 60 segundos, esto durante un tiempo total de 1260 segundos hasta alcanzar la temperatura deseada. Con estos datos se calculó el coeficiente global de transferencia de calor UmA para el método 2 y 3; para el método 2 dio como resultado promedio un valor de 0,00447 Kw/°C, y para el método 3 un valor promedio de 0,00597 Kw/°C; en el método 1 se utilizó únicamente el área de intercambio y un valor de U especificado para encontrar el valor de UmA, este mismo se obtuvo con un valor de 0,00201 Kw/°C. Se pudo observar que los métodos 2 y 3, son valores muy cercanos, siendo así métodos que se consideran aceptables.

Palabras claves: Balance, macroscópico, energía, temperatura, transferencia, calor. cuerpos. Es decir, la energía es la 

INTRODUCCIÓN

La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros 

capacidad de hacer funcionar las cosas. La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la energía es el Joule (J) (Cardona, 2016).

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Ingeniería de Alimentos III Práctica No. 4

Una de las propiedades más relativas que tiene la energía es que no se puede destruir, simplemente se transforma, esto mismo refiere a ley de conservación de la energía que dice que en cualquier proceso, la energía total no aumenta ni disminuye. La energía se puede transformar de una forma a otra, y transferir de un objeto a otro, pero la cantidad total permanece constante (Giancoli, 2006). 

Existen muchos tipos de energía, pero hay dos tipos que resaltan, ya que de estas se originan las siguientes: una de ellas es la energía cinética; se entiende como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo debido a su movimiento o rapidez, así como también en el caso de la energía potencial, refieren a esta como la capacidad que un cuerpo posee para llevar a cabo un trabajo debido a la posición o condición en que dicho cuerpo se encuentre (Pedraza, 2020). 

Existen tres formas de transferir energía de un cuerpo a otro, una de ellas es por medio de trabajo; cuando se realiza un trabajo se pasa energía a un cuerpo que cambia de una posición a otra. También se puede transferir por medio de ondas; son la propagación de perturbaciones de ciertas características, como el campo eléctrico, el magnetismo o la presión, y que se propagan a través del espacio transmitiendo energía. Por último, también se puede pasar por calor; se manifiesta cuando se transfiere energía de un cuerpo caliente a otro cuerpo más frío (Cardona, 2016). 

El principio de conservación de la energía se expresa como: el cambio neto de la energía total del sistema durante un proceso es igual a la diferencia entre la energía total que entra y la energía total que sale del sistema durante el proceso. Para determinar el cambio de energía de un sistema durante un proceso se requiere evaluar la energía del sistema al principio y al final del proceso y encontrar su diferencia. El cambio en la energía total del sistema durante un proceso es la suma de los cambios en sus energías interna, cinética y potencial (Çengel & Boles, 2014). 

El balance macroscópico de energía es un concepto que se utiliza en ingeniería y ciencias aplicadas para analizar y describir el flujo y la distribución de energía en un sistema a gran escala. Este enfoque considera la energía en términos de su cantidad y distribución en el espacio y el tiempo, y se concentra en la relación entre la entrada y la salida de energía en un sistema. En términos más específicos, el balance macroscópico de energía es un análisis que involucra la identificación de las fuentes de energía en un sistema, la cantidad de energía que entra y sale del sistema, y la distribución de energía dentro del sistema. Además, el balance macroscópico de energía considera los efectos del flujo de energía en los procesos termodinámicos y las interacciones con otros sistemas (Çengel & Boles, 2014). 

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