FÍSICA BIOLÓGICA
CALOR- TRANSFERENCIA
DE CALOR
Ing. Sandra Leiton
Función de estado
Depende del estado inicial y final del sistema
y de la forma en que ocurrió el proceso.
 Temperatura
Energía interna
 Entalpía
Energía libre
 Entropía
Presión
Se escriben con mayúsculas

CALOR
Es una forma de energía llamada energía
térmica (energía en tránsito)
Unidades : Joule, caloría
1 cal = 4,184 J o 1J= 0,24cal.
El calor es una forma de variar la E del
sistema.
No es función de estado y no es “algo” que
posea el sistema.
Calor

Se calcula como
T=20ºC
Estado Inicial
Q  m C ( T , P ) (T 2  T1 )
T=40ºC
Estado
Final
Calor
Para cambiar una sustancia de una fase a
otra es necesario suministrarle una cantidad
de calor
Q=mL
donde L es el calor latente
El calor latente para la perspiración es 2,4.106
J/kg

Calor
Según si el sistema absorbe o cede calor
Criterio de signos
SISTEMA
Q>0
Q<0
Consumo energético del hombre
El cuerpo humano consume energía en
función de su masa y del tipo de
actividad que realiza.
Se mide en
Met = kcal /kg h
Temperatura:
Es la expresión de la velocidad promedio
(energía cinética media) de las
moléculas de las sustancias.
La temperatura depende de:
la energía que recibe
la cantidad de materia o masa que
posee
la naturaleza de la sustancia que la
constituye
La ley cero: Equilibrio Térmico:
Propagación del Calor:
Conducción:
Se produce en los sólidos
Conducción
La conductividad térmica es una propiedad
física que mide la capacidad de
conducción de calor λ
La inversa de la conductividad térmica es
la resistividad térmica, que es la capacidad
de los materiales para oponerse al paso del
calor.
Conductividad térmica

Los tejidos del cuerpo humano presentan
una baja conductividad térmica; se
comportan como aislantes térmicos. Las
propiedades térmicas de los tejidos
dependen de su contenido relativo en
lípidos, proteínas y agua. Puede
demostrarse que varía según el contenido
en agua del tejido.
Ley de Fourier
La tasa de transferencia de calor en una
dirección dada, es proporcional al área
normal a la dirección del flujo de calor y al
gradiente de temperatura en esa dirección.
Coeficiente de transmisión compuesto k
k=
/
Radiación
Se realiza en todas las fuentes de calor sin la
intervención de las partículas materiales. Así,
sentimos el calor cuando acercamos la mano
a una estufa o una plancha, sin necesidad de
tocarla.
Ley de Stefan- Boltzman
Mide la cantidad de energía radiante
Q es el flujo de calor por unidad de tiempo,
e la emisividad de la superficie, que varía
entre 0 y 1;
σ la constante de Stefan-Boltzman,
[4.87x10-8 kcal/h m2 K4 = 5.67x10-8 J/s m2 K4]
Intercambio de calor entre el cuerpo
humano y el ambiente
Transmisión del calor por
Convección.
Se genera por medio
del intercambio entre
la piel y el aire
Cuanto mayor es la
aislación , menor es el
intercambio de calor.
En condiciones
normales llega a ser
entre el 25 y 30 % del
intercambio total
Transmisión del calor por
Conducción.
Se realiza entre el cuerpo y los objetos que
éste toca cuando exista una diferencia de
temperatura.
Acá la velocidad del aire no afecta el
intercambio calórico.
Si la temperatura del medio es inferior a la del
cuerpo, la transferencia ocurre del cuerpo
al ambiente (pérdida), sino, la transferencia
se invierte (ganancia).
Transmisión del calor por
Conducción.
En este proceso se pierde el 3% del calor, si
el medio circundante es aire a
temperatura normal. Si el medio
circundante es agua, la transferencia
aumenta considerablemente porque el
coeficiente de transmisión térmica del
agua es mayor que el del aire.
Radiación del calor
Como todo cuerpo con temperatura
mayor que 26.5 grados, los seres vivos
también irradian calor al ambiente por
medio de ondas electromagnéticas. Es el
proceso en que más se pierde calor: el
60%. La entrega de calor por radiación
diaria de una persona oscila entre 4.200 y
6.300 KJ por día
Evaporación
Es la pérdida del 22% del calor corporal,
mediante el sudor
Una corriente de aire que reemplace el aire
húmedo por el aire seco, aumenta la
evaporación.
Evaporación.
El calor irradiado se puede calcular como
Donde: ∆Q es el calor irradiado [J o cal],
m masa evaporada [kg] y
L energía de evaporación [kcal/kg o J/kg]
Muchas gracias
Descargar

Document