Laboratorio De Transferencia De Calor
Enviado por aryok • 18 de Noviembre de 2013 • 684 Palabras (3 Páginas) • 825 Visitas
UANL
FIME
Práctica 2
Conductividad térmica de un metal
M.C. Diana Cobos Zaleta
Angel Aryok Naranjo Rodríguez
1575415
martes
M4
27 de agosto del 2013
1. Objetivo
Determinar el valor de la conductividad térmica de un material matálico,
aplicando la ley de conducción de Fourier.
2. Introducción
Existen tres mecanismos que rigen la transferencia de calor, en esta práctica
emplearemos el mecanismo de conducción que está regido por la ley de Fou-rier. Dicha ley emplea varios parámetros, uno de los cuales es la conductividad
térmica que es lo que se desea calcular en esta práctica.
3. Marco teórico
La ley de Fourier establece que el calor por unidad de área es directamente
proporcional al gradiente normal de temperatura figura 1.
Figura 1:Diagrama que representa la ley de fourier
Representando en forma vectorial la ley de Fourier:
q= kT (1)
1
En donde:
q=vector del flujo de calor.
k= constante de proporcionalidad, llamada conductividad térmica.
T= gradiente del campo de temperatura en el interior del material.
De forma integral, el calor que atraviesa una superficie x por unidad de
tiempo viene dado por la expresión:
qdx=kAdT (2)
q
Z
L
0
dx=kA
Z
T2
T1
dT (3)
Integrando la ecuación
q(L 0) =kA(T2 T1) (4)
q=
kA(T2 T1)
L
(5)
El calor viene dado por:
q=
kA(T1 T2)
L
(6)
En donde:
A= área perpenticular al flujo de calor (m
2
)
T1-T2= diferencial de potencial térmico (k)
L= espesor del cuerpo (m)
La conductividad térmica es una propiedad física del medio que representa
la mayor o menor facilidad que posee para transmitir calor por conducción.
El valor de la conductividad varía en funcion de la temperatura a la que se
encuentra la sustancia, por lo que suelen hacerse las mediciones a 300 K con el
objeto de poder comparar unos elementos con otros.
Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, y es baja en los
gases y en materiales iónicos y covalentes, siendo muy baja en algunos materiales
especiales como la fibra de vidrio, se consideran aisslantes las que tienen una
conductividad inferior a 0’06 W/mK.
El aire no es un buen conductor. por ello, los sistemas de calefaccipón domés-ticos o industriales se basan fundamentalmente en la radiación o la convección.
Sin embargo, el aire es un buen aislante y por ello es preferible poner en una
ventana dos vidrios separados por una capa de aire, que un vidrio de mayor
grosor.
2
En la práctica, la mayoria de los materiales utilizados en construcción o como
aislantes no pueden considerarse como homogéneos, debido a que pueden estar
constituidos por diferentes materiales, o que tengan una estructura porosa. En
estos casos, el valor dekserá el de una conductividad térmica .
a
parente"que ya
tiene en cuenta la inhomogeneidad del material, y que puede ser diferente de la
conductividad
...