Métodos Transferencias de Calor

Métodos Transferencias de Calor

 Calor Es la transferencia de energía entre dos cuerpos que se encuentran a distintas temperaturas o simplemente entre dos zonas distintas de un cuerpo. → Algunas de las unidades de Calor son Joule (SI) y calorías (gr, °C).La temperatura es una magnitud que permite comparar cuerpos que son más fríos o más cálidos. El cuerpo humano mantiene una temperatura interna constante de 37°C (generalmente mayor que la temperatura del medio) → flujo continuo de calor

Conducción 🡪 Se transmite la energía a través de un medio material por sucesivos choques de las moléculas próximas. La velocidad del flujo R es el calor que fluye desde una cara a otra por unidad de tiempo.

R=Q/t (J/s) o R=KAΔT/L (W),

donde K es la constante de conductividad térmica del material, [R]=W; [A]=m2 [ΔT]=°C;[L]=m [K]=W/(°C∙m)

Ejemplo: ¿Cuál es la velocidad del flujo de calor a través de una ventana de vidrio de 0,5 cm de espesor cuando la superficie exterior se encuentra a -5°C y la interior a 4°C? Las dimensiones de la ventana son 1,5 largo m y 0,7 m de ancho K vidrio =0,8 W/(m°C) R=KAΔT/L (W),

Convección  🡪 Es la transmisión de energía en fluidos (líquidos y gases) por la transferencia de calor de fluidos de alta temperatura desde una región a otra de temperatura más baja. Es útil en los sistemas de calefacción, donde el aire frío (más denso) baja y el más cálido sube (más movimiento entre sus partículas)

Radiación 🡪 Es la energía electromagnética que se propaga a través del espacio vacío a la velocidad de la luz. La luz es una forma de radiación, también la radiación infrarroja y la ultravioleta. Los objetos a temperatura ambiente emiten radiación infrarrojo. Se coloca un objeto en un recinto con paredes a cierta t°, así si el objeto está más caliente que las paredes del recinto habrá un flujo de energía desde el objeto a las paredes

 R=Re- Ra=ɛ∙σ ∙A ∙(Te4 -Ta4 ): Pérdida neta., la temperatura se mide en Kelvin. σ =5,67x10-8 W/(mK4 )

Ejemplo: La temperatura de la piel de una persona desnuda sentada en una habitación a 22°C es de 28°C. ¿Cuál es la velocidad neta de perdida de calor por radiación del cuerpo de la persona si el área de la superficie total es de 1,9 m2? La emisividad de la piel humana en el infrarrojo es de 0,97

Evaporación 🡪 Es la transformación de las moléculas desde la fase líquida a la fase gaseosa. Solo se evaporan las moléculas más energéticas.

Calor molar de vaporización: la energía necesaria para evaporar un mol de un líquido. R=Q/t (J/s).

Calor molar de vaporización del agua a 37°C es 4,34 KJ, 1 mol de agua tiene 18 gr, por lo tanto la energía necesaria por gramo es 241 (J/g)

Ejemplo: En ausencia de transpiración perceptible existe una evaporación insensible del agua por la piel y pulmones del cuerpo humano que asciende a 600 g de agua por día. ¿Cuál es la velocidad de pérdida de calor debida a la evaporación?

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