Informe De Transferencia De Calor

La transferencia de calor es un proceso, en el cual se intercambia energia térmica entre dos cuerpo que se encuentran a diferentes temperaturas. Esta se puede realizar por tres métodos diferentes; conducción, convección y radiación, estos tres mecanismos pueden tener lugar simultáneamente, pero puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros.

En esta experiencia se va a tratar el tema de la conducción, la cual ocurre en los solidos se cree que este es debido al movimiento de os electrones libres que transportan energía cuando hay una diferencia de temperatura. De aquí que los buenos conductores eléctricos son buenos conductores de calor, donde el flujo de calor a traves de una varilla o una lamina se puede determinar mediante la siguiente formula:

H=KA∆T/L

K = constante de conductividad térmica (Watt/ ªC m)

A = área de transferencia de calor (m^2)

∆T = diferencia de temperatura entre el punto caliente y el punto frio.( ªC)

L = espesor de la lamina (m)

Los buenos conductores de calor tienen una constante de conductividad alta, los malos conductividad baja. Cuando dos materiales de diferentes conductividades térmicas y áreas semejantes, se ponen en contacto, la velocidad de conducción de calor a través de cada material debe ser constante. Si los puntos extremos se mantienen temperatura constante, al final se lograra un flujo estacionario. Siempre y cuando no haya fuentes ni sumideros de energía térmica dentro de los materiales. Esto nos permite recordar que e calor no se acumula ni se acelera. Por lo tanto la anterior ecuación matemática se puede aplicar par cada uno de las laminas de que este compuesta una pared, establecendo una igualdad entre cada lamina

OBJETIVOS

Determinar el flujo de calor a través de una sola placa.

Observar cual de las placas estudiadas conduce mejor el calor.

TRANSFERENCIA DE CALOR

La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de energía térmica, también conocida como transferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico. La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de laSegunda ley de la termodinámica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida, solo puede hacerse más lenta.

Los métodos de transferencia de calor son tres:

Conducción: transferencia de calor que se produce a través de un medio estacionario -que puede ser un sólido o un fluido- cuando existe un gradiente de temperatura.

Convección:transferencia de calor que ocurrirá entre una superficie y un fluido en movimiento cuando están a diferentes temperaturas.

Radiación: en ausencia de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que todas las superficies con temperatura finita emiten energía en forma de ondas electromagnéticas

El coeficiente de conductividad térmica expresa la cantidad o flujo de calor que pasa a través de la unidad de superficie de una muestra del material, de extensión infinita, caras planoparalelas y espesor unidad, cuando entre sus caras se establece una diferencia de temperaturas igual a la unidad, en condiciones estacionarias.

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se mide en vatio / metro × kelvin (W/(m•K)), en kilocaloría / hora × metro × kelvin (kcal/(h•m•K)) en el sistema técnico, y en BTU / hora × pie × Fahrenheit (BTU/(h•ft•°F)) en el sistema anglosajón.

La resistencia térmica de un material representa la capacidad del material de oponerse al flujo del calor. En el caso de materiales homogéneos es la razón entre el espesor y la conductividad térmica del material; en materiales no homogéneos la resistencia es el inverso de la conductancia térmica.

Los aislantes térmicos son materiales específicamente diseñados para reducir el flujo de calor limitando la conducción, convección o ambos. Las barreras de radiación, son materiales que reflejan la radiación, reduciendo así el flujo de calor de fuentes de radiación térmica. Los buenos aislantes no son necesariamente buenas barreras de radiación, y viceversa. Los metales, por ejemplo, son excelentes reflectores pero muy malos aislantes.

EQUIPOS Y MATERIALES

Cámara para mediciones calorimétricas con caja aislante

Fuente de tensión de 12V

Sondas térmicas

Sensor de temperatura

Termoacumulador de aluminio

Placa de poliestireno

Placa de cartón enyesado

Placa de virutas de madura aglomerado

Calentador de placas

Plaquitas de contacto de aluminio para colocar en las entalladuras circulares

Gancho de montaje para sacar los materiales murales de la abertura de la cámara de medición

Cables de conexión negros

Adaptador

Interface Cassy

Cable USB

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