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Instituto Tecnológico de Mexicali
Ingeniería Química
Materia:
Laboratorio Integral I
Tema:
Práctica
Aplicación de la ley de Fourier
Integrantes:
Nombre del profesor
Norman Edilberto Rivera Pazos
Mexicali, B.C. a 13 de abril de 2015
Aranda Sierra Claudia Janette
Castillo Tapia Lucero Abigail
Cruz Victorio Alejandro Joshua
De La Rocha León Ana Paulina
Guillén Carvajal Karen Michelle
Lozoya Chávez Fernanda Viridiana
Rubio Martínez José Luis
12490384
11490627
12490696
11490631
12940396
12490402
12490417
1
Índice
Práctica
Título: “Aplicación de la ley de Fourier”
Objetivo 2
Introducción 2
Marco teórico 3
Definición de calor y temperatura 3
Primera ley de la termodinámica 3
Mecanismos de transferencia de calor 4
Ley de Fourier 4
Conductividad térmica 5
Calculo del calor transferido tomando en cuenta el Cp 5
Definición e importancia de los perfiles de temperatura 6
Material, equipo y reactivos 7
Procedimiento 7
Cálculos 8
Análisis 11
Observaciones 13
Evidencias 16
Bibliografía 18
2
Práctica X y XI
Título:
“Aplicación de la ley de Fourier”
Objetivo:
Determinar tanto el perfil de temperatura (el cambio de temperatura en distintos puntos de una
sección de tubo según el largo de este) de tres materiales sólidos (bronce, aluminio y acero),
así como determinar el coeficiente de conductividad térmica (𝐾); por medio de la ley de Fourier
y datos obtenidos experimentalmente
Objetivos específicos:
 Determinar el perfil de temperatura en cada material y observar el comportamiento con su
respectiva gráfica.
 Determinar el coeficiente de conductividad térmica de cada material.
 Comparar el coeficiente de conductividad térmica de cada material obtenido
experimentalmente con el teórico.
Introducción
El calor es un tipo de energía que podemos encontrar muy fácilmente en el universo. Siempre
que existe un gradiente de temperaturas en un sistema o siempre que dos cuerpos con
diferentes temperaturas se ponen en contacto, se transfiere energía. Este proceso se conoce
como transferencia de calor.
La transferencia de calor es una energía en tránsito debido a una diferencia de temperaturas en
un cuerpo o entre cuerpos diferentes. Siempre que exista una diferencia de temperatura, la
energía se transfiere de la región de mayor temperatura a la de menor temperatura De acuerdo
con los conceptos de la Termodinámica, la energía que se transfiere como resultado de una
diferencia de temperatura es el calor. La transferencia de calor, complementa los principios
termodinámicos, proporcionando métodos de análisis que permitan predecir esta velocidad de
transferencia térmica.
Es importante saber que las leyes de la termodinámica tratan de la transferencia de energía,
pero sólo se aplican a sistemas que están en equilibrio (pueden utilizarse para predecir la
cantidad de energía requerida para modificar un sistema de un estado de equilibrio a otro), pero
no sirven para predecir la rapidez (tiempo) con que pueden producirse estos cambios.
3
El calor puede ser transferido de un punto a otro mediante tres procesos distintos: conducción,
convección y radiación. Existen leyes que se utilizan para cada tipo de trasferencia de calor,
como por ejemplo para la cantidad de calor transferida por conducción se utiliza la ley de
Fourier. En la conducción el calor se transmite a través de un medio material (en este caso a
través del material en estudio) y no hay transporte de materia.
Marco teórico
Definición de calor y temperatura
Calor: Es un flujo de energía que se transfiere de un cuerpo de mayor
temperatura a uno de menor temperatura. Cuando el calor entra en un
cuerpo se produce calentamiento y cuando sale, enfriamiento. Incluso
los objetos más fríos poseen algo de calor porque sus átomos se están
moviendo. En sentido termodinámico el calor nunca se considera como
algo almacenado dentro de un cuerpo. Cuando se agrega energía en
forma de calor a un cuerpo, se almacena no como calor sino
como energías cinética y potencial de los átomos y de las moléculas que conforman el cuerpo.
Temperatura: La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en
una sustancia. Como lo que medimos en su movimiento medio, la temperatura no depende del
número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño.
Primera ley de la termodinámica
Aunque la energía adopta muchas formas, la cantidad total es constante y cuando desaparece
en una forma, aparecerá simultáneamente en otras. En otras palabras “La energía no se crea ni
se destruye, solo se transforma”.
Esta ley se expresa como:
Eint = Q - W
Para entender esta ley, es útil imaginar un gas encerrado en un cilindro, una de cuyas tapas es
un émbolo móvil y que mediante un mechero podemos agregarle calor. El cambio en la energía
interna del gas estará dado por la diferencia entre el calor agregado y el trabajo que el gas hace
al levantar el émbolo contra la presión atmosférica. En este ejemplo se puede apreciar que el
calor es una energía muy fácil de encontrar y generar y este se puede generar a partir de la
elaboración de un trabajo.
Fig. 1 Ilustración del termómetro
4
Mecanismos de transferencia de calor
Existen diferentes formas en las que el calor puede transferirse: por
conducción, por convección o por radiación, o por una combinación
de los tres modos. El calor siempre se mueve de las zonas más
calientes a las más frías; busca el equilibrio. Cuanto mayor es la
diferencia de temperatura, más rápidamente fluye el calor hacia la
zona más fría. A continuación se mencionará cada una de ellas.
Conducción: Es la transmisión de energía calorífica, de molécula a molécula, a través de un
material, ya sea sólido, líquido o gaseoso. Para que el calor se transmita por conducción,
deberá haber contacto físico entre partículas y cierta diferencia de temperatura. Así, la
conductividad térmica es la medida de la velocidad a la que el flujo de calor pasa de una
partícula a otra. La tasa de flujo de calor a través de un material específico estará determinada
por la diferencia de temperatura y la conductividad térmica del material. Para calcular el calor
transferido por conducción se utiliza la ley de Fourier de la cual se hablará más adelante.
Convección: Es la transmisión de calor debida al movimiento del aire (o un gas) o un líquido
calentado de un lugar a otro, llevando consigo el calor que contiene. La tasa de flujo de calor
varía en función de la temperatura del gas o líquido en movimiento y de su caudal. Para calcular
el calor transferido por convección se utiliza la ley de enfriamiento de Newton.
Radiación: La energía calorífica se transmite en forma de luz, como radiación infrarroja u otro
tipo de ondas electromagnéticas. Esta energía emana de un cuerpo caliente y sólo puede
transmitirse libremente a través de medios completamente transparentes. La atmósfera, el vidrio
y los materiales translúcidos dejan pasar una cantidad significativa de calor radiante, que puede
ser absorbido cuando incide en una superficie. Para calcular el calor transferido por radiación se
utiliza la ley de Stefan-Boltzmann.
Ley de Fourier
Siempre que existe un gradiente de temperaturas en un medio sólido, el calor fluirá desde la
región con mayor temperatura a la región con menor temperatura. La Ley de Fourier indica que
potencia calorífica que se transfiere por conducción q´´
es proporcional al gradiente de
temperatura y al área a través de la cual se transfiere el calor:
𝑞´´ = −𝐾
𝑑𝑇
𝑑𝑥
Fig. 2 Ilustración de transferencia de calor
5
Donde:
q´´: Flujo de calor por unidad de área (w/m2
)
K: Coeficiente de conductividad térmica (w/m0
C)
dT: Diferencial de temperatura (0
C).
dx: Diferencial de distancia (m).
Conductividad térmica
En términos sencillos, es una medida de la capacidad de un material para conducir el calor a
través de su masa. Cada material, ya sea aislante o de otro tipo, tiene un valor de conductividad
térmica específico que permite determinar su eficacia como aislante o conductor del calor.
Puede definirse como la cantidad de calor o energía (expresada en kcal, Btu o J) que puede
conducirse por unidad de tiempo a través de la unidad de superficie de un material de espesor
unitario, cuando la diferencia de temperatura es la unidad. La conductividad térmica puede
expresarse en kcal·m-1
·°C-1
, en Btu·ft-1
·°F-1
y, en el SI, en vatios (W)·m-1
·°C-1
. La conductividad
térmica se conoce también como “K”.
Coeficiente de conductividad térmica de materiales de la práctica
Material K (W/m.O
C)
Lámina galvanizada (acero bañado en zinc) 47 - 58
Bronce 116 - 186
Aluminio 209.3 - 237
Cálculo del calor transferido a partir del Cp
Si se mide la capacidad calorífica por unidad de masa se tiene otra unidad, el calor específico,
que es una característica del material del cual está compuesto el cuerpo. Esto se puede
expresar matemáticamente de la siguiente forma:
𝐶 𝑝 =
𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑎
𝑚𝑎𝑠𝑎
=
∆𝑄
∆𝑇 ∗ 𝑚
Realizando el despeje de variación del calor, esta expresión quedaría de la siguiente manera:
∆𝑄 = mCp ∆𝑇
Donde:
∆𝑄: Calor transferido (J)
m: Masa del cuerpo (kg)
6
cp: Calor especifico del material (J/Kg o
C)
∆𝑇: Diferencial de temperaturas (o
C)
Ni la capacidad calorífica de un cuerpo, ni el calor específico del material son constantes, sino
que dependen de la situación del intervalo de temperatura escogido. Sin embargo, dentro de
una amplitud térmica determinada sin cambio de estado, tales valores pueden ser considerados
como constantes. En el caso del agua, por ejemplo, el calor específico varía menos de 1% de
su valor 4,180 J/kg ºC dentro del intervalo de temperatura comprendido entre 0 y 100 ºC
Calor específico (Cp) de los materiales de la práctica
Material Cp (J/kg.O
C)
Lámina galvanizada (acero bañado en zinc) 450
Bronce 385
Aluminio 896
Definición e importancia de los perfiles de temperatura
Un perfil de temperatura es un modelo matemático en el cual
se presenta la distribución de la temperatura de un sistema
dado por medio de una gráfica en relación a lo largo de este,
tomando en cuenta varios puntos lineales a lo largo de este.
El perfilado de temperaturas es el proceso muy importante
dentro de la industria, ya que permite monitorear e interpretar
las temperaturas de productos a medida que se mueven ya sea en una banda transportadora o
en un proceso de calentamiento por lotes (típicamente en un horno).
Esta información le dice qué temperaturas ha alcanzado su producto, por cuánto tiempo y en
qué punto del proceso. Los ingenieros de proceso saben cuál debe ser el perfil ideal para su
producto y variaciones de ese indican problemas potenciales o calidad inaceptable. Analizando
el perfil térmico, usted es capaz de verificar y mejorar la calidad del producto, aumentar el
rendimiento y resolver problemas de producción.
Fig. 3 Ejemplo grafico de perfil de temperatura.
7
Material, equipo y reactivos
Experimento Material y equipo Sólido
1 2 Soporte universal Tubo de bronce
1 Vaso de precipitados 50 ml
1 Parrilla Tubo de aluminio
2 Pinzas dos dedos Lamina de acero
- Aislante
1 Cinta adhesiva
2 Guantes
1 Termómetro
1 Termómetro infrarrojo
1 Regla
1 Tijeras / navaja
4 Cinchos
1 Vernier
Procedimiento:
a) Experimento 1 (Determinación del coeficiente de conductividad térmica)
1. Limpiar los materiales a utilizar y ordenar el equipo.
2. Con la regla tomar la medida de la longitud de cada tubo y de la placa, así como el
diámetro.
3. Colocar la fibra de vidrio alrededor de cada tubo con el fin de servir como aislante.
Nota: No en los extremos. (Separar un poco más de uno de los extremos con el fin de que no
se queme el unicel).
4. Medir la temperatura de los extremos y registrar.
5. Prender la plancha.
6. Colocar cada uno de los materiales en un soporte universal con su respectiva pinza.
7. Colocar uno de los extremos del tubo en la plancha.
8. Apagar al pasar 240 segundos con el cronómetro.
9. Tomar la temperatura en cada extremo del tubo.
10. Tomar la longitud y el diámetro al vaso de precipitado.
11. Colocar agua en un vaso de precipitado (aproximadamente 30 ml) y registrar el peso
del agua.
12. Colocar el vaso de precipitado en la plancha.
13. Tomar temperatura del agua después de 240 segundos de calentamiento con un
termómetro convencional.
14. Tomar el peso de los tubos y placa.
8
b) Experimento 2 (Obtención del perfil de temperatura de un cuerpo sólido)
1. Limpiar los materiales a utilizar y ordenar el equipo.
2. Con la regla tomar la medida de la longitud de cada tubo y placa y hacer
separaciones proporcionales teóricos.
3. Colocar la fibra de vidrio alrededor de cada tubo y lámina con el fin de servir como
aislante.
Nota: No en los extremos. (Separar un poco más de uno de los extremos con el fin de que no
se queme el unicel).
4. Hacer agujeros pequeños y del mismo tamaño en el aislante referente a las
separaciones proporcionales.
5. Medir la temperatura de los extremos y registrar.
6. Prender la plancha
7. Colocar cada uno de los tubos en un soporte universal con su respectiva pinza.
8. Colocar uno de los extremos del tubo en la plancha.
9. Medir temperaturas en los extremos después de 240 segundos.
10. Medir temperaturas en cada una de las aberturas y registrar.
Como en el experimento anterior ya se hicieron las medidas pertinentes y la colocación del
aislante, simplemente se harán los pasos del 4-10. Nota: Dejar enfriar los tubos antes de hacer el
experimento 2. Si se cree conveniente, retirar el aislante o usar agua para enfriar.
Cálculos y resultados
Los resultados obtenidos en cada experimento se resumen en las siguientes tablas:
Experimento 1
Las fórmulas y cálculos para determinar 𝐾 son las siguientes:
Para calcular el calor transferido se utiliza la siguiente ecuación:
𝑄 = 𝑚𝐶 𝑝(𝑇𝑓 − 𝑇𝑖)
𝑞 =
𝑄
𝑡
Recordando que el tiempo en todos los experimentos fue de 240 s.
9
Exp 1 M (𝒌𝒈) Cp (𝑱/𝒌𝒈℃) 𝑻𝒊 (℃) 𝑻 𝒇 (℃) ∆𝑻 (℃) Q (𝑱) q (𝑾)
Agua 0.02793 4180 100 27 73 8522.5602 35.5106675
Bronce 0.4306 385 288 62 226 37466.506 156.110442
Aluminio 0.3504 896 325 66 259 81315.2256 338.81344
Acero 0.00768 450 365.6 40.4 325.2 1123.8912 4.68288
Para calcular finalmente el coeficiente de conductividad térmica:
𝑞" = −𝐾
𝑑𝑇
𝑑𝑥
→
𝑞
𝐴
= −𝐾
𝑑𝑇
𝑑𝑥
𝐾 =
−𝑞𝑑𝑥
𝐴(𝑇2 − 𝑇1)
→ 𝐾 =
𝑞𝑑𝑥
𝐴(𝑇1 − 𝑇2)
Exp 1 Intento q (𝑱/𝒔) dx (𝒎) ∆𝑻 (℃) 𝑨 (𝒎 𝟐) 𝐾 (𝑾/𝒎℃)
Bronce
1 35.5106675 0.095 226 0.000490874 30.4091376
2 156.110442 0.095 226 0.00049087 133.683319
Aluminio
1 35.5106675 0.284 259 0.000490874 79.324531
2 338.81344 0.284 259 0.000490874 756.849114*
Acero
1 35.5106675 0.2 325.2 0.00005 436.785578
2 4.68288 0.2 325.2 0.00005 57.6
Nota: En el intento uno de cada experimento se está utilizando el valor obtenido de q gracias al agua, en
el intento dos de cada material es la q obtenida al utiliza Cp.
*Repetimos y obtuvimos q=116.39 J/s , K=259.99 W/mC
Resultados del experimento de la obtención del perfil de temperaturas
En cada caso se obtuvo un perfil de temperatura al minuto de exposición al calor, así como a
los 4 min. Con el fin de comparar dicho comportamiento.
Bronce Tiempo 1 min
Toma de
temperatura
Temperatura
Temperatura
promedio
Distancia
Extremo 1 314 315 314.5 0
Abertura 1 141 142 141.5 1.58
Abertura 2 108 108.2 108.1 3.16
Abertura 3 107 106.1 106.55 4.74
Abertura 4 93 95 94 6.32
Abertura 5 86 84.6 85.3 7.9
Extremo 2 64 65 64.5 9.5
Nota: El extremo 1 es el que está en contacto directo con la fuente de calor.
10
Bronce Tiempo 4 min
Toma de
temperatura
Temperatura
Temperatura
promedio
Distancia
Extremo 1 288 287.6 287.8 0
Abertura 1 148 150 149 1.58
Abertura 2 123 122 122.5 3.16
Abertura 3 109 110 109.5 4.74
Abertura 4 107.6 108 107.8 6.32
Abertura 5 105 104.5 104.75 7.9
Extremo 2 62 61 61.5 9.5
Aluminio Tiempo 1 min
Toma de
temperatura
Temperatura
Temperatura
promedio
Distancia
Extremo 1 190 190 190 0
Abertura 1 80 81 80.5 4.73
Abertura 2 47.4 47.8 47.6 9.46
Abertura 3 37.6 37.6 37.6 14.19
Abertura 4 34.2 34.2 34.2 18.92
Abertura 5 33.6 33.6 33.6 23.65
Extremo 2 32.1 31.9 32 28.38
Aluminio Tiempo 4 min
Toma de
temperatura
Temperatura
Temperatura
promedio
Distancia
Extremo 1 325 324.8 324.9 0
Abertura 1 177 176.8 176.9 4.73
Abertura 2 114 115 114.5 9.46
Abertura 3 88 88 88 14.19
Abertura 4 75.2 75.1 75.15 18.92
Abertura 5 70 70 70 23.65
Extremo 2 67 65 66 28.38
Acero Tiempo 1 min
Toma de
temperatura
Temperatura
Temperatura
promedio
Distancia
Extremo 1 361 363 362 0
Abertura 1 201.1 201.3 201.2 3
Abertura 2 146.2 146.2 146.2 6
11
Abertura 3 105.6 104.8 105.2 9
Abertura 4 99.6 99 99.3 12
Abertura 5 82.6 82.6 82.6 15
Extremo 2 45.2 45.2 45.2 18
Acero Tiempo 4 min
Toma de
temperatura
Temperatura
Temperatura
promedio
Distancia
Extremo 1 366.2 366.2 366.2 0
Abertura 1 195.8 196.2 196 3
Abertura 2 153.8 158.8 156.3 6
Abertura 3 108.7 109.4 109.05 9
Abertura 4 88.8 88.8 88.8 12
Abertura 5 76.4 76.8 76.6 15
Extremo 2 40.4 40.4 40.4 18
Análisis
Análisis práctica X: Determinación del coeficiente de conductividad térmica.
Como se podrá observar en la tabla donde se presenta el valor de K calculado, al utilizar el flujo
de calor obtenido a través del agua hace que los valores de dicho coeficiente sean muy
alejados de la realidad, por lo tanto es conveniente decir que ese cálculo debe de eliminarse y
más bien calcular el flujo de calor con los calores específicos de cada material.
Exp 1 q (𝑱/𝒔) dx (𝒎) ∆𝑻 (℃) 𝑨 (𝒎 𝟐) 𝐾 (𝑾/𝒎℃)
Bronce 156.110442 0.095 226 0.00049087 133.683319
Aluminio 338.81344 0.284 259 0.0014522 756.849114
Acero 4.68288 0.2 325.2 0.00005 57.6
Esto posiblemente se debido a que el vaso de precipitado que contenía el agua no estaba
aislado por lo que podía estar transfiriendo calor hacia sus alrededores (en más de dos
direcciones). Además dicha agua estaba evaporándose, por lo que se perdió gran parte del
calor en el vapor que escapaba.
También hay que considerar que la forma de obtener el calor no es completamente correcta ya
que estamos considerando que el cambio de la temperatura se está dando en dos puntos
distintos en lugar de originalmente en uno (observándose una temperatura inicial y final y no
una temperatura en un extremo y en otro).
12
Lo anterior con otras cuestiones (véase Observaciones) pudieron influenciar en los valores
obtenidos, aunque los resultados calculados están muy cercanos a los valores encontrados en
la bibliografía. Por ejemplo el valor de K del bronce y del acero está en el rango de valores para
dichos coeficientes (116-186 𝑊/𝑚℃ y 47-58 𝑊/𝑚℃) respectivamente. Repetimos el cálculo de
K del bronce con valores obtenidos anteriormente y también estuvieron dentro del rango
(117.36 𝑊/𝑚℃). El que presentó un valor un poco más elevado, es el aluminio. Pero aun así
dicho valor no esta tan alejado del rango de valores porque al repetir este cálculo obtuvimos un
flujo de calor distinto (116.39 W) lo que nos generaba una K de 259.99 𝑊/𝑚℃) lo que podemos
decir que la manera de obtener a todos los coeficientes fue correcta, solo en este último caso,
algo pudo haber influenciado mayormente. Posiblemente al ser un poco más larga que los otros
dos materiales, podrían presentarse “fugas” de calor más recurrentes o mediciones un poco
desviadas del punto original.
También hay que recordar que todo esto se calculó considerando una transferencia de energía
en una sola dirección (a lo largo de cada material).
Análisis práctica XI: Determinación del perfil de temperaturas.
A continuación se presentan las gráficas del perfil de temperaturas de cada material
comparando la obtenida al minuto de calentamiento, así como la obtenida a los cuatro minutos.
50
90
130
170
210
250
290
330
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Temperatura(C)
Longitud (cm)
Perfil de temperatura-Bronce(1 min)
13
50
90
130
170
210
250
290
330
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Temperatura(C)
Longitud (cm)
Perfil de temperatura-Bronce(4 min)
20
60
100
140
180
220
0 5 10 15 20 25 30
Temperatura(C)
Longitud (cm)
Perfil de temperatura-Aluminio (1 min)
40
80
120
160
200
240
280
320
360
0 5 10 15 20 25 30
Temperatura(C)
Longitud (cm)
Perfil de temperatura-Aluminio (4 min)
14
Como se podrá observar rápidamente, se comprobó que el calor se transfiere del cuerpo o
superficie de mayor temperatura al de menor temperatura, y por ende, entre mayor es el tiempo
de transferencia, las temperaturas a lo largo de dicha superficie serán cada vez más parecidas
entre sí. Además entre más alejado este el punto de medición de la fuente de calor este estará
a menor temperatura, pero entre más tiempo este en exposición, dicho calor e transferiría a
través del tubo o placa hasta aumentar la temperatura de dicho punto.
Por ejemplo en todas las gráficas se pudo observar un gran brinco desde la superficie de
contacto y la primera abertura, pero al medir las temperaturas en las demás aberturas al pasar
un tiempo, estas comienzan a tender a una cierta temperatura (se mantienen más o menos
constantes); dicha temperatura es la que se alcanzará en el equilibrio, y esto ocurrirá cuando la
30
70
110
150
190
230
270
310
350
390
0 3 6 9 12 15 18 21
Temperatura(C)
Longitud (cm)
Perfil de temperatura-Acero (1 min)
30
70
110
150
190
230
270
310
350
390
0 3 6 9 12 15 18 21
Temperatura(C)
Longitud (cm)
Perfil de temperatura-Acero (4 min)
15
temperatura de los dos extremos sean iguales. Este comportamiento se observa mayormente
en el aluminio.
Ahora bien si comparamos las parejas de gráficas de cada material (al minuto y a los cuatro
minutos), se puede también observar que dicho comportamiento o perfil de temperatura es muy
parecido; esto se debe a que sigue siendo el mismo material y por lo tanto debe de tener la
misma distribución de temperaturas hasta que se llegue a cierto punto (tiempo) donde esto ya
no pueda ser observado ya que como se dijo anteriormente, se alcance la temperatura de
equilibrio. También puede deberse a que las distancias o las aberturas se encontraban
separadas a la misma distancia.
Observaciones
 Cuidar el lugar en donde se va a llevar a cabo la práctica, en este caso lo más alejada
de las salidas del aire acondicionado.
 Los valores medidos (altura-diámetro) puede que no hubieran sido las mediciones
exactas ya que dichos tubos ya estaban un poco desgastados, lo que pudo haber
ocasionado una variación en los cálculos.
 Al variar muy poca la distancia de toma de temperatura, dicha temperatura presentaba
cambios bruscos.
 El termómetro utilizado es de infrarrojo, por lo cual es importante recordar que no era
completamente seguro apuntar en el mismo punto varias veces, y por lo tanto daba
valores algo distintos.
 La plancha que utilizamos al principio no permitía tener una temperatura estable, por lo
que tuvimos que cambiarla.
16
Evidencias
17
18
Bibliografías
Fuentes de libros
 Incropera. (2000). “Fundamentos de Transferencia de Calor”. Ed. Pearson. 4ta
edición.
 Cengel, Yunus. (1996) “Termodinámica”. Ed. Mc Graw-Hill. 6ta
edición.
 Wark, K. Richards. (2001). “Termodinámica” Ed. Mc Graw-Hill. 6ta
edición.
 Koshkin (1975). “Manual de Física Elemental”. Ed. Mir.1ra
edición.
Fuentes electrónicas
 http://termodinamica.us.es/materiales/trans/Leccion3.pdf
 http://www.fisicarecreativa.com/informes/infor_termo/conduc_term.pdf
 http://www.uam.es/docencia/reyero00/docs/apuntes_conductividad_termica.pdf

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Práctica X y XI Aplicación de la Ley de Fourier

  • 1. Instituto Tecnológico de Mexicali Ingeniería Química Materia: Laboratorio Integral I Tema: Práctica Aplicación de la ley de Fourier Integrantes: Nombre del profesor Norman Edilberto Rivera Pazos Mexicali, B.C. a 13 de abril de 2015 Aranda Sierra Claudia Janette Castillo Tapia Lucero Abigail Cruz Victorio Alejandro Joshua De La Rocha León Ana Paulina Guillén Carvajal Karen Michelle Lozoya Chávez Fernanda Viridiana Rubio Martínez José Luis 12490384 11490627 12490696 11490631 12940396 12490402 12490417
  • 2. 1 Índice Práctica Título: “Aplicación de la ley de Fourier” Objetivo 2 Introducción 2 Marco teórico 3 Definición de calor y temperatura 3 Primera ley de la termodinámica 3 Mecanismos de transferencia de calor 4 Ley de Fourier 4 Conductividad térmica 5 Calculo del calor transferido tomando en cuenta el Cp 5 Definición e importancia de los perfiles de temperatura 6 Material, equipo y reactivos 7 Procedimiento 7 Cálculos 8 Análisis 11 Observaciones 13 Evidencias 16 Bibliografía 18
  • 3. 2 Práctica X y XI Título: “Aplicación de la ley de Fourier” Objetivo: Determinar tanto el perfil de temperatura (el cambio de temperatura en distintos puntos de una sección de tubo según el largo de este) de tres materiales sólidos (bronce, aluminio y acero), así como determinar el coeficiente de conductividad térmica (𝐾); por medio de la ley de Fourier y datos obtenidos experimentalmente Objetivos específicos:  Determinar el perfil de temperatura en cada material y observar el comportamiento con su respectiva gráfica.  Determinar el coeficiente de conductividad térmica de cada material.  Comparar el coeficiente de conductividad térmica de cada material obtenido experimentalmente con el teórico. Introducción El calor es un tipo de energía que podemos encontrar muy fácilmente en el universo. Siempre que existe un gradiente de temperaturas en un sistema o siempre que dos cuerpos con diferentes temperaturas se ponen en contacto, se transfiere energía. Este proceso se conoce como transferencia de calor. La transferencia de calor es una energía en tránsito debido a una diferencia de temperaturas en un cuerpo o entre cuerpos diferentes. Siempre que exista una diferencia de temperatura, la energía se transfiere de la región de mayor temperatura a la de menor temperatura De acuerdo con los conceptos de la Termodinámica, la energía que se transfiere como resultado de una diferencia de temperatura es el calor. La transferencia de calor, complementa los principios termodinámicos, proporcionando métodos de análisis que permitan predecir esta velocidad de transferencia térmica. Es importante saber que las leyes de la termodinámica tratan de la transferencia de energía, pero sólo se aplican a sistemas que están en equilibrio (pueden utilizarse para predecir la cantidad de energía requerida para modificar un sistema de un estado de equilibrio a otro), pero no sirven para predecir la rapidez (tiempo) con que pueden producirse estos cambios.
  • 4. 3 El calor puede ser transferido de un punto a otro mediante tres procesos distintos: conducción, convección y radiación. Existen leyes que se utilizan para cada tipo de trasferencia de calor, como por ejemplo para la cantidad de calor transferida por conducción se utiliza la ley de Fourier. En la conducción el calor se transmite a través de un medio material (en este caso a través del material en estudio) y no hay transporte de materia. Marco teórico Definición de calor y temperatura Calor: Es un flujo de energía que se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor temperatura. Cuando el calor entra en un cuerpo se produce calentamiento y cuando sale, enfriamiento. Incluso los objetos más fríos poseen algo de calor porque sus átomos se están moviendo. En sentido termodinámico el calor nunca se considera como algo almacenado dentro de un cuerpo. Cuando se agrega energía en forma de calor a un cuerpo, se almacena no como calor sino como energías cinética y potencial de los átomos y de las moléculas que conforman el cuerpo. Temperatura: La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. Como lo que medimos en su movimiento medio, la temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño. Primera ley de la termodinámica Aunque la energía adopta muchas formas, la cantidad total es constante y cuando desaparece en una forma, aparecerá simultáneamente en otras. En otras palabras “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”. Esta ley se expresa como: Eint = Q - W Para entender esta ley, es útil imaginar un gas encerrado en un cilindro, una de cuyas tapas es un émbolo móvil y que mediante un mechero podemos agregarle calor. El cambio en la energía interna del gas estará dado por la diferencia entre el calor agregado y el trabajo que el gas hace al levantar el émbolo contra la presión atmosférica. En este ejemplo se puede apreciar que el calor es una energía muy fácil de encontrar y generar y este se puede generar a partir de la elaboración de un trabajo. Fig. 1 Ilustración del termómetro
  • 5. 4 Mecanismos de transferencia de calor Existen diferentes formas en las que el calor puede transferirse: por conducción, por convección o por radiación, o por una combinación de los tres modos. El calor siempre se mueve de las zonas más calientes a las más frías; busca el equilibrio. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, más rápidamente fluye el calor hacia la zona más fría. A continuación se mencionará cada una de ellas. Conducción: Es la transmisión de energía calorífica, de molécula a molécula, a través de un material, ya sea sólido, líquido o gaseoso. Para que el calor se transmita por conducción, deberá haber contacto físico entre partículas y cierta diferencia de temperatura. Así, la conductividad térmica es la medida de la velocidad a la que el flujo de calor pasa de una partícula a otra. La tasa de flujo de calor a través de un material específico estará determinada por la diferencia de temperatura y la conductividad térmica del material. Para calcular el calor transferido por conducción se utiliza la ley de Fourier de la cual se hablará más adelante. Convección: Es la transmisión de calor debida al movimiento del aire (o un gas) o un líquido calentado de un lugar a otro, llevando consigo el calor que contiene. La tasa de flujo de calor varía en función de la temperatura del gas o líquido en movimiento y de su caudal. Para calcular el calor transferido por convección se utiliza la ley de enfriamiento de Newton. Radiación: La energía calorífica se transmite en forma de luz, como radiación infrarroja u otro tipo de ondas electromagnéticas. Esta energía emana de un cuerpo caliente y sólo puede transmitirse libremente a través de medios completamente transparentes. La atmósfera, el vidrio y los materiales translúcidos dejan pasar una cantidad significativa de calor radiante, que puede ser absorbido cuando incide en una superficie. Para calcular el calor transferido por radiación se utiliza la ley de Stefan-Boltzmann. Ley de Fourier Siempre que existe un gradiente de temperaturas en un medio sólido, el calor fluirá desde la región con mayor temperatura a la región con menor temperatura. La Ley de Fourier indica que potencia calorífica que se transfiere por conducción q´´ es proporcional al gradiente de temperatura y al área a través de la cual se transfiere el calor: 𝑞´´ = −𝐾 𝑑𝑇 𝑑𝑥 Fig. 2 Ilustración de transferencia de calor
  • 6. 5 Donde: q´´: Flujo de calor por unidad de área (w/m2 ) K: Coeficiente de conductividad térmica (w/m0 C) dT: Diferencial de temperatura (0 C). dx: Diferencial de distancia (m). Conductividad térmica En términos sencillos, es una medida de la capacidad de un material para conducir el calor a través de su masa. Cada material, ya sea aislante o de otro tipo, tiene un valor de conductividad térmica específico que permite determinar su eficacia como aislante o conductor del calor. Puede definirse como la cantidad de calor o energía (expresada en kcal, Btu o J) que puede conducirse por unidad de tiempo a través de la unidad de superficie de un material de espesor unitario, cuando la diferencia de temperatura es la unidad. La conductividad térmica puede expresarse en kcal·m-1 ·°C-1 , en Btu·ft-1 ·°F-1 y, en el SI, en vatios (W)·m-1 ·°C-1 . La conductividad térmica se conoce también como “K”. Coeficiente de conductividad térmica de materiales de la práctica Material K (W/m.O C) Lámina galvanizada (acero bañado en zinc) 47 - 58 Bronce 116 - 186 Aluminio 209.3 - 237 Cálculo del calor transferido a partir del Cp Si se mide la capacidad calorífica por unidad de masa se tiene otra unidad, el calor específico, que es una característica del material del cual está compuesto el cuerpo. Esto se puede expresar matemáticamente de la siguiente forma: 𝐶 𝑝 = 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎 = ∆𝑄 ∆𝑇 ∗ 𝑚 Realizando el despeje de variación del calor, esta expresión quedaría de la siguiente manera: ∆𝑄 = mCp ∆𝑇 Donde: ∆𝑄: Calor transferido (J) m: Masa del cuerpo (kg)
  • 7. 6 cp: Calor especifico del material (J/Kg o C) ∆𝑇: Diferencial de temperaturas (o C) Ni la capacidad calorífica de un cuerpo, ni el calor específico del material son constantes, sino que dependen de la situación del intervalo de temperatura escogido. Sin embargo, dentro de una amplitud térmica determinada sin cambio de estado, tales valores pueden ser considerados como constantes. En el caso del agua, por ejemplo, el calor específico varía menos de 1% de su valor 4,180 J/kg ºC dentro del intervalo de temperatura comprendido entre 0 y 100 ºC Calor específico (Cp) de los materiales de la práctica Material Cp (J/kg.O C) Lámina galvanizada (acero bañado en zinc) 450 Bronce 385 Aluminio 896 Definición e importancia de los perfiles de temperatura Un perfil de temperatura es un modelo matemático en el cual se presenta la distribución de la temperatura de un sistema dado por medio de una gráfica en relación a lo largo de este, tomando en cuenta varios puntos lineales a lo largo de este. El perfilado de temperaturas es el proceso muy importante dentro de la industria, ya que permite monitorear e interpretar las temperaturas de productos a medida que se mueven ya sea en una banda transportadora o en un proceso de calentamiento por lotes (típicamente en un horno). Esta información le dice qué temperaturas ha alcanzado su producto, por cuánto tiempo y en qué punto del proceso. Los ingenieros de proceso saben cuál debe ser el perfil ideal para su producto y variaciones de ese indican problemas potenciales o calidad inaceptable. Analizando el perfil térmico, usted es capaz de verificar y mejorar la calidad del producto, aumentar el rendimiento y resolver problemas de producción. Fig. 3 Ejemplo grafico de perfil de temperatura.
  • 8. 7 Material, equipo y reactivos Experimento Material y equipo Sólido 1 2 Soporte universal Tubo de bronce 1 Vaso de precipitados 50 ml 1 Parrilla Tubo de aluminio 2 Pinzas dos dedos Lamina de acero - Aislante 1 Cinta adhesiva 2 Guantes 1 Termómetro 1 Termómetro infrarrojo 1 Regla 1 Tijeras / navaja 4 Cinchos 1 Vernier Procedimiento: a) Experimento 1 (Determinación del coeficiente de conductividad térmica) 1. Limpiar los materiales a utilizar y ordenar el equipo. 2. Con la regla tomar la medida de la longitud de cada tubo y de la placa, así como el diámetro. 3. Colocar la fibra de vidrio alrededor de cada tubo con el fin de servir como aislante. Nota: No en los extremos. (Separar un poco más de uno de los extremos con el fin de que no se queme el unicel). 4. Medir la temperatura de los extremos y registrar. 5. Prender la plancha. 6. Colocar cada uno de los materiales en un soporte universal con su respectiva pinza. 7. Colocar uno de los extremos del tubo en la plancha. 8. Apagar al pasar 240 segundos con el cronómetro. 9. Tomar la temperatura en cada extremo del tubo. 10. Tomar la longitud y el diámetro al vaso de precipitado. 11. Colocar agua en un vaso de precipitado (aproximadamente 30 ml) y registrar el peso del agua. 12. Colocar el vaso de precipitado en la plancha. 13. Tomar temperatura del agua después de 240 segundos de calentamiento con un termómetro convencional. 14. Tomar el peso de los tubos y placa.
  • 9. 8 b) Experimento 2 (Obtención del perfil de temperatura de un cuerpo sólido) 1. Limpiar los materiales a utilizar y ordenar el equipo. 2. Con la regla tomar la medida de la longitud de cada tubo y placa y hacer separaciones proporcionales teóricos. 3. Colocar la fibra de vidrio alrededor de cada tubo y lámina con el fin de servir como aislante. Nota: No en los extremos. (Separar un poco más de uno de los extremos con el fin de que no se queme el unicel). 4. Hacer agujeros pequeños y del mismo tamaño en el aislante referente a las separaciones proporcionales. 5. Medir la temperatura de los extremos y registrar. 6. Prender la plancha 7. Colocar cada uno de los tubos en un soporte universal con su respectiva pinza. 8. Colocar uno de los extremos del tubo en la plancha. 9. Medir temperaturas en los extremos después de 240 segundos. 10. Medir temperaturas en cada una de las aberturas y registrar. Como en el experimento anterior ya se hicieron las medidas pertinentes y la colocación del aislante, simplemente se harán los pasos del 4-10. Nota: Dejar enfriar los tubos antes de hacer el experimento 2. Si se cree conveniente, retirar el aislante o usar agua para enfriar. Cálculos y resultados Los resultados obtenidos en cada experimento se resumen en las siguientes tablas: Experimento 1 Las fórmulas y cálculos para determinar 𝐾 son las siguientes: Para calcular el calor transferido se utiliza la siguiente ecuación: 𝑄 = 𝑚𝐶 𝑝(𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) 𝑞 = 𝑄 𝑡 Recordando que el tiempo en todos los experimentos fue de 240 s.
  • 10. 9 Exp 1 M (𝒌𝒈) Cp (𝑱/𝒌𝒈℃) 𝑻𝒊 (℃) 𝑻 𝒇 (℃) ∆𝑻 (℃) Q (𝑱) q (𝑾) Agua 0.02793 4180 100 27 73 8522.5602 35.5106675 Bronce 0.4306 385 288 62 226 37466.506 156.110442 Aluminio 0.3504 896 325 66 259 81315.2256 338.81344 Acero 0.00768 450 365.6 40.4 325.2 1123.8912 4.68288 Para calcular finalmente el coeficiente de conductividad térmica: 𝑞" = −𝐾 𝑑𝑇 𝑑𝑥 → 𝑞 𝐴 = −𝐾 𝑑𝑇 𝑑𝑥 𝐾 = −𝑞𝑑𝑥 𝐴(𝑇2 − 𝑇1) → 𝐾 = 𝑞𝑑𝑥 𝐴(𝑇1 − 𝑇2) Exp 1 Intento q (𝑱/𝒔) dx (𝒎) ∆𝑻 (℃) 𝑨 (𝒎 𝟐) 𝐾 (𝑾/𝒎℃) Bronce 1 35.5106675 0.095 226 0.000490874 30.4091376 2 156.110442 0.095 226 0.00049087 133.683319 Aluminio 1 35.5106675 0.284 259 0.000490874 79.324531 2 338.81344 0.284 259 0.000490874 756.849114* Acero 1 35.5106675 0.2 325.2 0.00005 436.785578 2 4.68288 0.2 325.2 0.00005 57.6 Nota: En el intento uno de cada experimento se está utilizando el valor obtenido de q gracias al agua, en el intento dos de cada material es la q obtenida al utiliza Cp. *Repetimos y obtuvimos q=116.39 J/s , K=259.99 W/mC Resultados del experimento de la obtención del perfil de temperaturas En cada caso se obtuvo un perfil de temperatura al minuto de exposición al calor, así como a los 4 min. Con el fin de comparar dicho comportamiento. Bronce Tiempo 1 min Toma de temperatura Temperatura Temperatura promedio Distancia Extremo 1 314 315 314.5 0 Abertura 1 141 142 141.5 1.58 Abertura 2 108 108.2 108.1 3.16 Abertura 3 107 106.1 106.55 4.74 Abertura 4 93 95 94 6.32 Abertura 5 86 84.6 85.3 7.9 Extremo 2 64 65 64.5 9.5 Nota: El extremo 1 es el que está en contacto directo con la fuente de calor.
  • 11. 10 Bronce Tiempo 4 min Toma de temperatura Temperatura Temperatura promedio Distancia Extremo 1 288 287.6 287.8 0 Abertura 1 148 150 149 1.58 Abertura 2 123 122 122.5 3.16 Abertura 3 109 110 109.5 4.74 Abertura 4 107.6 108 107.8 6.32 Abertura 5 105 104.5 104.75 7.9 Extremo 2 62 61 61.5 9.5 Aluminio Tiempo 1 min Toma de temperatura Temperatura Temperatura promedio Distancia Extremo 1 190 190 190 0 Abertura 1 80 81 80.5 4.73 Abertura 2 47.4 47.8 47.6 9.46 Abertura 3 37.6 37.6 37.6 14.19 Abertura 4 34.2 34.2 34.2 18.92 Abertura 5 33.6 33.6 33.6 23.65 Extremo 2 32.1 31.9 32 28.38 Aluminio Tiempo 4 min Toma de temperatura Temperatura Temperatura promedio Distancia Extremo 1 325 324.8 324.9 0 Abertura 1 177 176.8 176.9 4.73 Abertura 2 114 115 114.5 9.46 Abertura 3 88 88 88 14.19 Abertura 4 75.2 75.1 75.15 18.92 Abertura 5 70 70 70 23.65 Extremo 2 67 65 66 28.38 Acero Tiempo 1 min Toma de temperatura Temperatura Temperatura promedio Distancia Extremo 1 361 363 362 0 Abertura 1 201.1 201.3 201.2 3 Abertura 2 146.2 146.2 146.2 6
  • 12. 11 Abertura 3 105.6 104.8 105.2 9 Abertura 4 99.6 99 99.3 12 Abertura 5 82.6 82.6 82.6 15 Extremo 2 45.2 45.2 45.2 18 Acero Tiempo 4 min Toma de temperatura Temperatura Temperatura promedio Distancia Extremo 1 366.2 366.2 366.2 0 Abertura 1 195.8 196.2 196 3 Abertura 2 153.8 158.8 156.3 6 Abertura 3 108.7 109.4 109.05 9 Abertura 4 88.8 88.8 88.8 12 Abertura 5 76.4 76.8 76.6 15 Extremo 2 40.4 40.4 40.4 18 Análisis Análisis práctica X: Determinación del coeficiente de conductividad térmica. Como se podrá observar en la tabla donde se presenta el valor de K calculado, al utilizar el flujo de calor obtenido a través del agua hace que los valores de dicho coeficiente sean muy alejados de la realidad, por lo tanto es conveniente decir que ese cálculo debe de eliminarse y más bien calcular el flujo de calor con los calores específicos de cada material. Exp 1 q (𝑱/𝒔) dx (𝒎) ∆𝑻 (℃) 𝑨 (𝒎 𝟐) 𝐾 (𝑾/𝒎℃) Bronce 156.110442 0.095 226 0.00049087 133.683319 Aluminio 338.81344 0.284 259 0.0014522 756.849114 Acero 4.68288 0.2 325.2 0.00005 57.6 Esto posiblemente se debido a que el vaso de precipitado que contenía el agua no estaba aislado por lo que podía estar transfiriendo calor hacia sus alrededores (en más de dos direcciones). Además dicha agua estaba evaporándose, por lo que se perdió gran parte del calor en el vapor que escapaba. También hay que considerar que la forma de obtener el calor no es completamente correcta ya que estamos considerando que el cambio de la temperatura se está dando en dos puntos distintos en lugar de originalmente en uno (observándose una temperatura inicial y final y no una temperatura en un extremo y en otro).
  • 13. 12 Lo anterior con otras cuestiones (véase Observaciones) pudieron influenciar en los valores obtenidos, aunque los resultados calculados están muy cercanos a los valores encontrados en la bibliografía. Por ejemplo el valor de K del bronce y del acero está en el rango de valores para dichos coeficientes (116-186 𝑊/𝑚℃ y 47-58 𝑊/𝑚℃) respectivamente. Repetimos el cálculo de K del bronce con valores obtenidos anteriormente y también estuvieron dentro del rango (117.36 𝑊/𝑚℃). El que presentó un valor un poco más elevado, es el aluminio. Pero aun así dicho valor no esta tan alejado del rango de valores porque al repetir este cálculo obtuvimos un flujo de calor distinto (116.39 W) lo que nos generaba una K de 259.99 𝑊/𝑚℃) lo que podemos decir que la manera de obtener a todos los coeficientes fue correcta, solo en este último caso, algo pudo haber influenciado mayormente. Posiblemente al ser un poco más larga que los otros dos materiales, podrían presentarse “fugas” de calor más recurrentes o mediciones un poco desviadas del punto original. También hay que recordar que todo esto se calculó considerando una transferencia de energía en una sola dirección (a lo largo de cada material). Análisis práctica XI: Determinación del perfil de temperaturas. A continuación se presentan las gráficas del perfil de temperaturas de cada material comparando la obtenida al minuto de calentamiento, así como la obtenida a los cuatro minutos. 50 90 130 170 210 250 290 330 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Temperatura(C) Longitud (cm) Perfil de temperatura-Bronce(1 min)
  • 14. 13 50 90 130 170 210 250 290 330 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Temperatura(C) Longitud (cm) Perfil de temperatura-Bronce(4 min) 20 60 100 140 180 220 0 5 10 15 20 25 30 Temperatura(C) Longitud (cm) Perfil de temperatura-Aluminio (1 min) 40 80 120 160 200 240 280 320 360 0 5 10 15 20 25 30 Temperatura(C) Longitud (cm) Perfil de temperatura-Aluminio (4 min)
  • 15. 14 Como se podrá observar rápidamente, se comprobó que el calor se transfiere del cuerpo o superficie de mayor temperatura al de menor temperatura, y por ende, entre mayor es el tiempo de transferencia, las temperaturas a lo largo de dicha superficie serán cada vez más parecidas entre sí. Además entre más alejado este el punto de medición de la fuente de calor este estará a menor temperatura, pero entre más tiempo este en exposición, dicho calor e transferiría a través del tubo o placa hasta aumentar la temperatura de dicho punto. Por ejemplo en todas las gráficas se pudo observar un gran brinco desde la superficie de contacto y la primera abertura, pero al medir las temperaturas en las demás aberturas al pasar un tiempo, estas comienzan a tender a una cierta temperatura (se mantienen más o menos constantes); dicha temperatura es la que se alcanzará en el equilibrio, y esto ocurrirá cuando la 30 70 110 150 190 230 270 310 350 390 0 3 6 9 12 15 18 21 Temperatura(C) Longitud (cm) Perfil de temperatura-Acero (1 min) 30 70 110 150 190 230 270 310 350 390 0 3 6 9 12 15 18 21 Temperatura(C) Longitud (cm) Perfil de temperatura-Acero (4 min)
  • 16. 15 temperatura de los dos extremos sean iguales. Este comportamiento se observa mayormente en el aluminio. Ahora bien si comparamos las parejas de gráficas de cada material (al minuto y a los cuatro minutos), se puede también observar que dicho comportamiento o perfil de temperatura es muy parecido; esto se debe a que sigue siendo el mismo material y por lo tanto debe de tener la misma distribución de temperaturas hasta que se llegue a cierto punto (tiempo) donde esto ya no pueda ser observado ya que como se dijo anteriormente, se alcance la temperatura de equilibrio. También puede deberse a que las distancias o las aberturas se encontraban separadas a la misma distancia. Observaciones  Cuidar el lugar en donde se va a llevar a cabo la práctica, en este caso lo más alejada de las salidas del aire acondicionado.  Los valores medidos (altura-diámetro) puede que no hubieran sido las mediciones exactas ya que dichos tubos ya estaban un poco desgastados, lo que pudo haber ocasionado una variación en los cálculos.  Al variar muy poca la distancia de toma de temperatura, dicha temperatura presentaba cambios bruscos.  El termómetro utilizado es de infrarrojo, por lo cual es importante recordar que no era completamente seguro apuntar en el mismo punto varias veces, y por lo tanto daba valores algo distintos.  La plancha que utilizamos al principio no permitía tener una temperatura estable, por lo que tuvimos que cambiarla.
  • 18. 17
  • 19. 18 Bibliografías Fuentes de libros  Incropera. (2000). “Fundamentos de Transferencia de Calor”. Ed. Pearson. 4ta edición.  Cengel, Yunus. (1996) “Termodinámica”. Ed. Mc Graw-Hill. 6ta edición.  Wark, K. Richards. (2001). “Termodinámica” Ed. Mc Graw-Hill. 6ta edición.  Koshkin (1975). “Manual de Física Elemental”. Ed. Mir.1ra edición. Fuentes electrónicas  http://termodinamica.us.es/materiales/trans/Leccion3.pdf  http://www.fisicarecreativa.com/informes/infor_termo/conduc_term.pdf  http://www.uam.es/docencia/reyero00/docs/apuntes_conductividad_termica.pdf