Transferencia de calor
Capítulo 18
Física Sexta edición
Paul E. Tippens
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Métodos de transferencia de calor
Conducción
Aislamiento: el valor-R
Convección
Radiación
Métodos de transferencia de calor
Conducción es el proceso por el cual se transfiere energía
térmica mediante colisiones de moléculas adyacentes a través
de un medio material. El medio en sí no se mueve.
Convección es el proceso por el cual se transfiere calor por
medio del movimiento real de la masa de un fluido.
Radiación es el proceso mediante el cual el calor se
transfiere por medio de ondas electromagnéticas.
Conducción
Conducción es el proceso por el cual se transfiere energía
térmica mediante colisiones de moléculas adyacentes a través
de un medio material. El medio en sí no se mueve.
La conductividad térmica de una sustancia
es una medida de su capacidad para conducir
el calor y se define por medio de esta relación.
k 
QL
A  t
Unidades SI: J/s•m•°C o W/m•K
USCS: Btu• in/ft2 • h•°F
Métricas: kcal/m • s •°C
Aislamiento: el valor-R
El valor-R de un material se define
como la relación entre su espesor
y su conductividad térmica.
La cantidad de calor que fluye por
unidad de tiempo a través de dos o
más materiales de diferente espesor
es proporcional a su área y diferencia
de temperaturas, e inversamente
proporcional a la suma de valores-R.
R 
L
k
Q


At
iRi
Convección
Convección es el proceso por el cual se transfiere calor
por medio del movimiento real de la masa de un fluido.
La cantidad de calor (H) que
se transfiere por convección
es proporcional al área y a la
diferencia de temperaturas.
H 
Q

 hA  t
El término h es
el coeficiente de
convección.
Radiación
La radiación térmica está formada por ondas electromagnéticas
emitidas por un sólido, un líquido o un gas en virtud de su
temperatura.
Un absorbedor ideal o un radiador irreal son otra forma de
llamar a los cuerpos negros.
La radiación emitida por un cuerpo negro se llama radiación
de cuerpo negro.
La emisividad es una medida de la capacidad de un cuerpo
para absorber o emitir radiación térmica.
Radiación
Ley de
Stefan-Boltzmann:
R 
P
 es T
4
A
donde:
R = energía radiada por unidad de tiempo por unidad
de área
e = emisividad de la superficie
0-1
s  constante de Stefan 5.67 x 10-8 W/M2 • K4
T4 = temperatura absoluta a la cuarta potencia
Un cuerpo a la misma temperatura
que sus alrededores irradia y absorbe
calor en las mismas cantidades.

R  e s T1  T2
4
4

Conceptos clave
• Conducción
• Cuerpo negro
• Conductividad térmica
• Emisividad
• Convección natural
• Ley de Stefan-Boltzmann
• Convección forzada
• Constante de Stefan s
• Coeficiente de convección
• Ley de Prevost
• Radiación térmica
Resumen de ecuaciones
k 
QL
H 
A  t
R 



 hA  t
L
R 
k
Q
Q
P
 es T
4
A
At
iRi

R  e s T1  T2
4
4

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