MECANISMOS DE
TRANSFERENECIA DE CALOR
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA
DE CALOR
 La ciencia que trata de la determinación de las
velocidades de esas transferencias de energía es la
transferencia de calor. Las transferencia de energía
como calor siempre se produce del medio que tiene la
temperatura más elevada hacia el de temperatura más
baja, y la transferencia de calor se detiene cuando los
dos medios alcanzan la misma temperatura.
 El calor se puede transferir en tres modos diferentes:
Conducción, convección y radiación. Todos los modos
de transferencia de calor requieren la existencia de una
diferencia de temperatura.
Conducción
 La conducción es la transferencia de energía de las
partículas más energéticas de una sustancia hacia
las adyacentes menos energéticas, como resultado
de interacciones entre esas partículas.
La
conducción puede tener lugar en sólidos, líquidos
o gases.
 En los gases y líquidos la conducción se debe a las
colisiones de las moléculas durante su movimiento
aleatorio.
Conducción
 La velocidad de conducción de calor a través de un
medio depende de la configuración geométrica de
éste, su espesor y el material de que esté hecho, así
como la diferencia de temperatura a través de él.
 La velocidad de conducción de calor a través de una
capa plana es proporcional a la diferencia de
temperatura a través de ésta y al área de transferencia
de calor, pero es inversamente proporcional al espesor
de esa capa.
Conducción
K
es la conductividad
térmica de l material, que es
una medida de la capacidad
de un material
para
conducir calor. La ecuación
se llama la ecuación de
Fourier de la conducción de
calor.
Conducción
 El calor es
conducido en la
dirección de la
temperatura
decreciente
 El área A de
transferencia de
calor ( o
perpendicular) a la
dirección de esa
transferencia.
Conducción
 Ejercicio.
 El
techo
de
una
casa
eléctricamente tiene 6 m de largo,
8 m de ancho y 0.25 m de espesor y
está hecha de una capa plana de
concreto
cuya
conductividad
térmica k=0.8W/m .°C. Las
temperaturas de las superficie
interior y exterior se miden como
de 15°C y 4°C, respectivamente,
durante un periodo de 10 horas.
Determine a)la velocidad de la
pérdida de calor a través del techo
esa noche y b) el costo de esa
pérdida de calor para el
propietario de la casa, si el costo
de la electricidad es de 0.08
dólar/kWh
Conducción
 CONDUCTIVIDAD TERMICA
 La conductividad térmica de un material se puede
definir como la velocidad de transferencia de calor a
través de un espesor unitario del material por unidad de
área por unidad de diferencia de temperatura.
 La conductividad térmica de un material es una medida
de capacidad del material para conducir calor.
 Los materiales como el caucho, la madera y la espuma de
estiren son malos conductores de calor t tienen valores
bajos de conductividad térmica.
Conducción
 El
mecanismo
de
conducción del calor
en un líquido se
complica por el hecho
de que las moléculas
están más cercanas
entre sí y ejercen un
campo
de
fuerzas
intermoleculares más
intenso.
Las
conductividades
térmicas
de
los
líquidos
suelen
encontrarse entre las
de los sólidos y las e los
gases.
Conducción
A
diferencia de los
metales, los cuales son
buenos conductores de la
electricidad y el calor, los
sólidos cristalinos, como el
diamante
y
los
semiconductores como el
silicio,
son
bueno
conductores del calor
pero malos conductores
eléctrico.
Como
resultado, esos materiales
encuentran un uso muy
amplio en la industria
electrónica.
Conductividad térmica
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OPERACIONES UNITARIAS Ing. William Teneda