Este documento presenta información sobre la radiación térmica y la emisividad. Explica conceptos clave como cuerpos negros, la ley de Stefan-Boltzmann y valores de emisividad para diferentes materiales. También describe aplicaciones como la energía solar y recubrimientos térmicos. El objetivo de la práctica experimental descrita es calcular el calor por radiación de forma directa e indirecta, así como la emisividad de un objeto caliente utilizando un prototipo.
1) El documento describe un problema de termodinámica que involucra un gas ideal sometido a procesos politrópicos. 2) Se pide dibujar los procesos en un diagrama p-v y determinar las condiciones de presión, volumen y temperatura en el punto común del proceso adiabático y el proceso isotermo. 3) También se pide calcular el rendimiento del ciclo termodinámico descrito por el gas.
Serie de problemas de transferencia de calorAdalberto C
Este documento presenta 5 problemas relacionados con la aplicación de la ecuación de conducción de calor. El primer problema involucra calcular la temperatura en el centro de un plato que genera calor de forma uniforme. El segundo problema determina la generación máxima de calor en una pared sólida. El tercer problema deriva la distribución de temperatura en una esfera con generación de calor uniforme. Los problemas 4 y 5 utilizan el concepto de resistencias térmicas para calcular espesores requeridos de aislamiento.
Este documento describe los detalles de un proyecto de construcción de una carretera. Explica los materiales que se usarán, como concreto y asfalto, el trazado de la ruta de 10 millas, y un cronograma tentativo de 18 meses para completar el proyecto.
Este documento presenta cuatro problemas relacionados con fenómenos de transporte. El primero y segundo problema estiman la viscosidad de gases a altas presiones y temperaturas. El tercer problema predice la viscosidad de oxígeno, nitrógeno y metano a presión atmosférica y 20°C. El cuarto problema deduce el perfil de velocidad de una película de fluido descendente y demuestra que la distribución de velocidad viene dada por una ecuación.
Este documento describe un experimento de laboratorio realizado por estudiantes de ingeniería química para analizar el tamaño de partícula de galletas trituradas mediante tamizado. Los estudiantes molieron galletas, las tamizaron usando una torre de 6 tamices de diferentes tamaños de malla y pesaron las fracciones retenidas en cada tamiz. Esto les permitió calcular el diámetro promedio de partícula de masa, superficie y volumen de las galletas molidas.
Una persona se encuentra en una habitación a 20°C. Se debe determinar la transferencia de calor entre la persona y las superficies circundantes en verano (23°C en las superficies) e invierno (12°C en las superficies) mediante radiación. En verano la transferencia de calor es de 84,21 W y en invierno es de 177,21 W, más del doble que en verano debido a la mayor diferencia de temperatura.
Este documento contiene 11 problemas sobre radiación térmica de cuerpos negros. Los problemas aplican las leyes de Stefan-Boltzmann y Wien para calcular temperaturas y longitudes de onda a partir de datos como potencia de radiación, área y energía absorbida. Algunos problemas también calculan tiempo de enfriamiento al asumir emisión de cuerpo negro.
1) El documento describe un problema de termodinámica que involucra un gas ideal sometido a procesos politrópicos. 2) Se pide dibujar los procesos en un diagrama p-v y determinar las condiciones de presión, volumen y temperatura en el punto común del proceso adiabático y el proceso isotermo. 3) También se pide calcular el rendimiento del ciclo termodinámico descrito por el gas.
Serie de problemas de transferencia de calorAdalberto C
Este documento presenta 5 problemas relacionados con la aplicación de la ecuación de conducción de calor. El primer problema involucra calcular la temperatura en el centro de un plato que genera calor de forma uniforme. El segundo problema determina la generación máxima de calor en una pared sólida. El tercer problema deriva la distribución de temperatura en una esfera con generación de calor uniforme. Los problemas 4 y 5 utilizan el concepto de resistencias térmicas para calcular espesores requeridos de aislamiento.
Este documento describe los detalles de un proyecto de construcción de una carretera. Explica los materiales que se usarán, como concreto y asfalto, el trazado de la ruta de 10 millas, y un cronograma tentativo de 18 meses para completar el proyecto.
Este documento presenta cuatro problemas relacionados con fenómenos de transporte. El primero y segundo problema estiman la viscosidad de gases a altas presiones y temperaturas. El tercer problema predice la viscosidad de oxígeno, nitrógeno y metano a presión atmosférica y 20°C. El cuarto problema deduce el perfil de velocidad de una película de fluido descendente y demuestra que la distribución de velocidad viene dada por una ecuación.
Este documento describe un experimento de laboratorio realizado por estudiantes de ingeniería química para analizar el tamaño de partícula de galletas trituradas mediante tamizado. Los estudiantes molieron galletas, las tamizaron usando una torre de 6 tamices de diferentes tamaños de malla y pesaron las fracciones retenidas en cada tamiz. Esto les permitió calcular el diámetro promedio de partícula de masa, superficie y volumen de las galletas molidas.
Una persona se encuentra en una habitación a 20°C. Se debe determinar la transferencia de calor entre la persona y las superficies circundantes en verano (23°C en las superficies) e invierno (12°C en las superficies) mediante radiación. En verano la transferencia de calor es de 84,21 W y en invierno es de 177,21 W, más del doble que en verano debido a la mayor diferencia de temperatura.
Este documento contiene 11 problemas sobre radiación térmica de cuerpos negros. Los problemas aplican las leyes de Stefan-Boltzmann y Wien para calcular temperaturas y longitudes de onda a partir de datos como potencia de radiación, área y energía absorbida. Algunos problemas también calculan tiempo de enfriamiento al asumir emisión de cuerpo negro.
En la cámara con catalizador de platino a 700-800°C, el amoníaco y el oxígeno reaccionan para formar óxido nítrico y agua. Luego, en la cámara de oxidación, el óxido nítrico reacciona con oxígeno para formar dióxido de nitrógeno. Finalmente, en la torre de absorción, el dióxido de nitrógeno y el agua forman ácido nítrico a través de una reacción exotérmica.
Este documento describe las dimensiones fundamentales y derivadas, así como los sistemas de unidades más utilizados en ingeniería. Las dimensiones fundamentales son longitud, masa, tiempo y temperatura, mientras que las derivadas se expresan en función de estas. Los sistemas incluyen el Sistema Internacional (SI), el inglés y el métrico, cada uno con unidades específicas para longitud, masa, tiempo, fuerza y energía.
El documento explica las diferencias entre dimensiones y unidades. Las dimensiones son variables físicas que describen un sistema, mientras que las unidades son las cantidades seleccionadas para medir las dimensiones. Se describen las cinco dimensiones fundamentales y varios sistemas de unidades, incluyendo el Sistema Internacional de Unidades.
Este documento describe diferentes modelos para representar el equilibrio líquido-vapor y el comportamiento de las fases en sistemas bifásicos. Explica los modelos de Margules, Van Laar, Wilson, NRTL y UNIQUAC, los cuales representan la desviación del comportamiento ideal mediante ecuaciones empíricas y parámetros de interacción. También describe los diferentes tipos de interacciones moleculares que afectan el comportamiento del equilibrio líquido-vapor.
solucionario del cap. 2 de robert TREYBAL kevin miranda
Este documento presenta cálculos para determinar el flujo de difusión del oxígeno en una mezcla gaseosa de oxígeno y nitrógeno a diferentes presiones y concentraciones. Primero calcula la difusividad y presiones parciales para una mezcla a 1 atmósfera y 25°C, considerando casos con y sin contra difusión. Luego repite los cálculos para una presión total de 1000 kPa. Finalmente, calcula la difusividad para diferentes mezclas gaseosas a varias temperaturas y presiones.
Solucionario De Fenomenos De Transporte R Byron BirdLupita Rangel
La pandemia de COVID-19 ha tenido un impacto significativo en la economía mundial y las vidas de las personas. Muchos países han impuesto medidas de confinamiento que han cerrado negocios y escuelas. Aunque estas medidas han ayudado a reducir la propagación del virus, también han causado un aumento en el desempleo y problemas económicos. Se espera que la recuperación económica lleve tiempo a medida que los países reabran gradualmente y las personas se sientan seguras para volver a trabajar y gastar.
Este informe de laboratorio describe un experimento para determinar el perfil de temperatura a lo largo de una barra metálica calentada. Se midió la temperatura en varios puntos de una barra de aluminio usando un termómetro infrarrojo, para ver cómo se distribuye el calor a lo largo de la barra. Los resultados se usaron para analizar los conceptos de conducción térmica y la capacidad de diferentes materiales para conducir el calor.
Este documento describe las relaciones empíricas más importantes y útiles para calcular la transferencia de calor por convección en tuberías y conductos. Incluye ecuaciones para flujo laminar y turbulento en tubos lisos y rugosos, así como para flujos alrededor de cilindros y esferas. También discute conceptos como la temperatura promedio, los números de Reynolds y Prandtl, y los efectos de entrada en la transferencia de calor.
1. El documento describe varios métodos para estimar la viscosidad de gases y vapores, incluyendo el uso de la viscosidad reducida y la relación de la viscosidad a presión y temperatura dadas.
2. También explica la diferencia entre estimar la viscosidad crítica versus a presión y temperatura constantes, y los requisitos de cada método.
3. Finalmente, resume brevemente los métodos para estimar la viscosidad en líquidos como ecuaciones, modelos y cartas de alineación.
Lab. inte. i practica #6-constante de conductividad termicajricardo001
Este documento presenta los resultados de un experimento para determinar la constante de conductividad térmica (K) mediante la ley de Fourier. Los estudiantes calentaron una placa metálica cilíndrica en un extremo y midieron la transferencia de calor al otro extremo en función del tiempo para calcular K. Determinaron K = 84.4784333 W/mK, lo cual está cerca del valor tabulado para el acero de 79.5 W/mK. Concluyeron que el experimento fue efectivo a pesar de algunas pérdidas de calor inev
Este documento describe los fluidos pseudoplásticos y sus propiedades. Los fluidos pseudoplásticos no tienen una tensión de fluencia fija y su viscosidad disminuye con el aumento de la velocidad de deformación hasta alcanzar un valor constante. Se ofrecen dos explicaciones para este comportamiento: 1) el flujo de varillas rígidas dentro del fluido que se orientan con la deformación, reduciendo la viscosidad, y 2) el flujo de moléculas filamentosas que se desenredan con la deformación, liberando espacio en el fluido
Calculo de h por Nusselt, Prandtl y Reynoldskevinomm
El documento discute la transferencia de energía por convección, un fenómeno complejo que involucra múltiples efectos. Explica que el análisis debe ser experimental y que las correlaciones entre números adimensionales pueden describir el fenómeno de manera empírica. Se mencionan ecuaciones que relacionan el número de Nusselt, Reynolds, Prandtl y la relación largo-diámetro, las cuales han sido obtenidas a través de observaciones experimentales.
Este documento describe las propiedades de las mezclas de gases y vapores, con un enfoque en el aire húmedo. Explica que el vapor de agua en el aire atmosférico se puede modelar como un gas ideal a bajas presiones y temperaturas. Define la humedad relativa como la razón entre la presión de vapor en una muestra de aire y la presión de saturación a la misma temperatura, e introduce la humedad específica como la razón entre la masa de vapor de agua y la masa de aire seco en una muestra.
Este documento presenta los detalles de una práctica de laboratorio sobre la ecuación de Bernoulli realizada por estudiantes de ingeniería química. El objetivo era obtener las presiones y pérdidas totales en diferentes puntos de un prototipo diseñado para verificar la ecuación. Se explican conceptos como el principio de Bernoulli, las restricciones y ganancias/pérdidas de energía. También se describe el procedimiento para aplicar la ecuación y los cálculos realizados con los datos experimentales para comprobar que los valores obtenidos en dist
Determinacion de las cantidades molares parcialesCarlos Martinez
Este documento describe tres métodos (directo, analítico y gráfico) para determinar las propiedades molares parciales de una mezcla de dos componentes. Explica que el método gráfico involucra trazar una curva de la propiedad extensiva frente al número de moles de un componente y calcular la pendiente a diferentes composiciones. También describe cómo el método analítico usa ecuaciones diferenciales de la propiedad y fracciones molares para calcular las propiedades molares parciales.
El documento trata sobre el equilibrio químico. Explica 1) el potencial químico y cómo afecta el equilibrio, 2) la condición general de equilibrio químico donde la variación de energía libre es cero, y 3) cómo calcular la constante de equilibrio K a partir de la energía libre de reacción estándar.
El documento describe el proceso Claus para la recuperación de azufre de gases de refinería. El proceso Claus consiste en una combustión parcial seguida de reacciones catalíticas para convertir H2S en azufre elemental. El rendimiento máximo es del 95% con un solo paso, pero procesos de dos etapas como Claus modificado o oxidación directa pueden lograr hasta el 98%.
Este documento describe un experimento sobre la expansión y compresión volumétrica del agua y el etanol. El objetivo era demostrar experimentalmente cómo el volumen de estos líquidos aumenta con un aumento de temperatura (expansión) y disminuye con una disminución de temperatura (compresión), y calcular sus coeficientes de expansión y compresión volumétrica. Los estudiantes midieron los cambios de volumen del agua y el etanol al calentarlos y enfriarlos, y calcularon los coeficientes, los cuales estuv
Práctica XII Visualización del movimiento convectivoKaren M. Guillén
Este documento describe tres experimentos para demostrar visualmente el movimiento convectivo. En el primero, pedazos de papel en agua caliente muestran el movimiento circular ascendente y descendente causado por la convección. En el segundo, agua teñida de color en un matraz muestra corrientes de convección al sumergirse en agua fría. En el tercero, gotas de agua teñida en aceite caliente muestran un movimiento circular parcial debido a la convección. Los experimentos ilustran cómo las variaciones de densidad causadas por cambios de
En la cámara con catalizador de platino a 700-800°C, el amoníaco y el oxígeno reaccionan para formar óxido nítrico y agua. Luego, en la cámara de oxidación, el óxido nítrico reacciona con oxígeno para formar dióxido de nitrógeno. Finalmente, en la torre de absorción, el dióxido de nitrógeno y el agua forman ácido nítrico a través de una reacción exotérmica.
Este documento describe las dimensiones fundamentales y derivadas, así como los sistemas de unidades más utilizados en ingeniería. Las dimensiones fundamentales son longitud, masa, tiempo y temperatura, mientras que las derivadas se expresan en función de estas. Los sistemas incluyen el Sistema Internacional (SI), el inglés y el métrico, cada uno con unidades específicas para longitud, masa, tiempo, fuerza y energía.
El documento explica las diferencias entre dimensiones y unidades. Las dimensiones son variables físicas que describen un sistema, mientras que las unidades son las cantidades seleccionadas para medir las dimensiones. Se describen las cinco dimensiones fundamentales y varios sistemas de unidades, incluyendo el Sistema Internacional de Unidades.
Este documento describe diferentes modelos para representar el equilibrio líquido-vapor y el comportamiento de las fases en sistemas bifásicos. Explica los modelos de Margules, Van Laar, Wilson, NRTL y UNIQUAC, los cuales representan la desviación del comportamiento ideal mediante ecuaciones empíricas y parámetros de interacción. También describe los diferentes tipos de interacciones moleculares que afectan el comportamiento del equilibrio líquido-vapor.
solucionario del cap. 2 de robert TREYBAL kevin miranda
Este documento presenta cálculos para determinar el flujo de difusión del oxígeno en una mezcla gaseosa de oxígeno y nitrógeno a diferentes presiones y concentraciones. Primero calcula la difusividad y presiones parciales para una mezcla a 1 atmósfera y 25°C, considerando casos con y sin contra difusión. Luego repite los cálculos para una presión total de 1000 kPa. Finalmente, calcula la difusividad para diferentes mezclas gaseosas a varias temperaturas y presiones.
Solucionario De Fenomenos De Transporte R Byron BirdLupita Rangel
La pandemia de COVID-19 ha tenido un impacto significativo en la economía mundial y las vidas de las personas. Muchos países han impuesto medidas de confinamiento que han cerrado negocios y escuelas. Aunque estas medidas han ayudado a reducir la propagación del virus, también han causado un aumento en el desempleo y problemas económicos. Se espera que la recuperación económica lleve tiempo a medida que los países reabran gradualmente y las personas se sientan seguras para volver a trabajar y gastar.
Este informe de laboratorio describe un experimento para determinar el perfil de temperatura a lo largo de una barra metálica calentada. Se midió la temperatura en varios puntos de una barra de aluminio usando un termómetro infrarrojo, para ver cómo se distribuye el calor a lo largo de la barra. Los resultados se usaron para analizar los conceptos de conducción térmica y la capacidad de diferentes materiales para conducir el calor.
Este documento describe las relaciones empíricas más importantes y útiles para calcular la transferencia de calor por convección en tuberías y conductos. Incluye ecuaciones para flujo laminar y turbulento en tubos lisos y rugosos, así como para flujos alrededor de cilindros y esferas. También discute conceptos como la temperatura promedio, los números de Reynolds y Prandtl, y los efectos de entrada en la transferencia de calor.
1. El documento describe varios métodos para estimar la viscosidad de gases y vapores, incluyendo el uso de la viscosidad reducida y la relación de la viscosidad a presión y temperatura dadas.
2. También explica la diferencia entre estimar la viscosidad crítica versus a presión y temperatura constantes, y los requisitos de cada método.
3. Finalmente, resume brevemente los métodos para estimar la viscosidad en líquidos como ecuaciones, modelos y cartas de alineación.
Lab. inte. i practica #6-constante de conductividad termicajricardo001
Este documento presenta los resultados de un experimento para determinar la constante de conductividad térmica (K) mediante la ley de Fourier. Los estudiantes calentaron una placa metálica cilíndrica en un extremo y midieron la transferencia de calor al otro extremo en función del tiempo para calcular K. Determinaron K = 84.4784333 W/mK, lo cual está cerca del valor tabulado para el acero de 79.5 W/mK. Concluyeron que el experimento fue efectivo a pesar de algunas pérdidas de calor inev
Este documento describe los fluidos pseudoplásticos y sus propiedades. Los fluidos pseudoplásticos no tienen una tensión de fluencia fija y su viscosidad disminuye con el aumento de la velocidad de deformación hasta alcanzar un valor constante. Se ofrecen dos explicaciones para este comportamiento: 1) el flujo de varillas rígidas dentro del fluido que se orientan con la deformación, reduciendo la viscosidad, y 2) el flujo de moléculas filamentosas que se desenredan con la deformación, liberando espacio en el fluido
Calculo de h por Nusselt, Prandtl y Reynoldskevinomm
El documento discute la transferencia de energía por convección, un fenómeno complejo que involucra múltiples efectos. Explica que el análisis debe ser experimental y que las correlaciones entre números adimensionales pueden describir el fenómeno de manera empírica. Se mencionan ecuaciones que relacionan el número de Nusselt, Reynolds, Prandtl y la relación largo-diámetro, las cuales han sido obtenidas a través de observaciones experimentales.
Este documento describe las propiedades de las mezclas de gases y vapores, con un enfoque en el aire húmedo. Explica que el vapor de agua en el aire atmosférico se puede modelar como un gas ideal a bajas presiones y temperaturas. Define la humedad relativa como la razón entre la presión de vapor en una muestra de aire y la presión de saturación a la misma temperatura, e introduce la humedad específica como la razón entre la masa de vapor de agua y la masa de aire seco en una muestra.
Este documento presenta los detalles de una práctica de laboratorio sobre la ecuación de Bernoulli realizada por estudiantes de ingeniería química. El objetivo era obtener las presiones y pérdidas totales en diferentes puntos de un prototipo diseñado para verificar la ecuación. Se explican conceptos como el principio de Bernoulli, las restricciones y ganancias/pérdidas de energía. También se describe el procedimiento para aplicar la ecuación y los cálculos realizados con los datos experimentales para comprobar que los valores obtenidos en dist
Determinacion de las cantidades molares parcialesCarlos Martinez
Este documento describe tres métodos (directo, analítico y gráfico) para determinar las propiedades molares parciales de una mezcla de dos componentes. Explica que el método gráfico involucra trazar una curva de la propiedad extensiva frente al número de moles de un componente y calcular la pendiente a diferentes composiciones. También describe cómo el método analítico usa ecuaciones diferenciales de la propiedad y fracciones molares para calcular las propiedades molares parciales.
El documento trata sobre el equilibrio químico. Explica 1) el potencial químico y cómo afecta el equilibrio, 2) la condición general de equilibrio químico donde la variación de energía libre es cero, y 3) cómo calcular la constante de equilibrio K a partir de la energía libre de reacción estándar.
El documento describe el proceso Claus para la recuperación de azufre de gases de refinería. El proceso Claus consiste en una combustión parcial seguida de reacciones catalíticas para convertir H2S en azufre elemental. El rendimiento máximo es del 95% con un solo paso, pero procesos de dos etapas como Claus modificado o oxidación directa pueden lograr hasta el 98%.
Este documento describe un experimento sobre la expansión y compresión volumétrica del agua y el etanol. El objetivo era demostrar experimentalmente cómo el volumen de estos líquidos aumenta con un aumento de temperatura (expansión) y disminuye con una disminución de temperatura (compresión), y calcular sus coeficientes de expansión y compresión volumétrica. Los estudiantes midieron los cambios de volumen del agua y el etanol al calentarlos y enfriarlos, y calcularon los coeficientes, los cuales estuv
Práctica XII Visualización del movimiento convectivoKaren M. Guillén
Este documento describe tres experimentos para demostrar visualmente el movimiento convectivo. En el primero, pedazos de papel en agua caliente muestran el movimiento circular ascendente y descendente causado por la convección. En el segundo, agua teñida de color en un matraz muestra corrientes de convección al sumergirse en agua fría. En el tercero, gotas de agua teñida en aceite caliente muestran un movimiento circular parcial debido a la convección. Los experimentos ilustran cómo las variaciones de densidad causadas por cambios de
El documento presenta la práctica "Aplicación de la ley de Fourier" realizada en el Instituto Tecnológico de Mexicali. La práctica tuvo como objetivo determinar el perfil de temperatura y el coeficiente de conductividad térmica de bronce, aluminio y acero mediante la ley de Fourier. Se describen conceptos como calor, temperatura, mecanismos de transferencia de calor y la ley de Fourier. También se explica el procedimiento experimental que incluyó calentar muestras de los materiales y medir la temperatura en
Práctica XIV Determinación de eficiencia y calor en aletasKaren M. Guillén
Este documento describe la eficiencia y transferencia de calor en aletas. Explica que las aletas son sólidos que transfieren calor por conducción a lo largo de su geometría y por convección a través de su entorno. Detalla los tipos de aletas, como las aletas circulares de perfil rectangular usadas en esta práctica. Presenta fórmulas para calcular el calor disipado y la eficiencia de las aletas, dependiendo de si el extremo está expuesto a convección, es adiabático o tiene temperatura establec
Práctica XIII Determinación del coeficiende de convección Karen M. Guillén
Este documento describe una práctica de laboratorio para determinar el coeficiente de convección en agua y aire. Se realizaron tres experimentos: 1) convección libre y forzada en aire usando un tubo de cobre, 2) convección libre en agua usando el mismo tubo, y 3) convección forzada en agua usando una manguera. Los resultados incluyen cálculos del calor transferido, la ley de enfriamiento de Newton, y la determinación del coeficiente de convección para cada caso.
Este documento presenta los resultados de un experimento para verificar la ley de Stefan-Boltzmann y estudiar la radiación térmica emitida por diferentes superficies. Se utilizó un sensor de radiación, un cubo de radiación térmica y una lámpara de Stefan-Boltzmann para medir la radiación a altas temperaturas y comprobar que es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura, tal como predice la ley de Stefan-Boltzmann. Los resultados obtenidos apoyaron las teorías sobre la radiación térmica.
Práctica XVI Expansión y compresión volumétrica Karen M. Guillén
Este documento presenta los resultados de una práctica de laboratorio sobre la expansión y compresión volumétrica del agua y el etanol. Los estudiantes midieron cómo el volumen de estas sustancias cambia con la temperatura y calcularon sus coeficientes de expansión térmica. Los valores calculados fueron similares a los teóricos, demostrando el efecto de la dilatación térmica.
Este documento describe tres experimentos sobre radiación térmica. El primero busca verificar la ley de Stefan-Boltzmann midiendo la potencia radiante de un filamento a diferentes temperaturas. El segundo estudia la radiación emitida por superficies de distintos acabados. El tercero evalúa cómo la radiación depende de la distancia a la fuente. Se detallan los objetivos, procedimientos experimentales, equipos y una tabla de datos para cada experimento.
El documento habla sobre la radiación de cuerpo negro. Explica que la radiación térmica se debe a ondas electromagnéticas emitidas o absorbidas por un objeto debido a su temperatura. A medida que aumenta la temperatura, la longitud de onda de la radiación predominante se vuelve más corta. También introduce los conceptos de cuerpo negro, el cual absorbe toda la radiación que incide sobre su superficie y es el patrón para comparar la emisividad de otras superficies, y la emisividad, que mide la capacidad de un c
Este documento describe conceptos clave relacionados con la radiación térmica, incluyendo cuerpos negros, cuerpos grises, espectro electromagnético y propiedades como emitancia, absorción y reflectancia. Explica que un cuerpo negro absorbe toda la radiación incidente y emite radiación a una frecuencia dada que depende solo de su temperatura, mientras que un cuerpo gris tiene una emisividad constante independiente de la longitud de onda.
Este documento describe un proyecto de transferencia de calor por radiación solar que compara cómo la radiación afecta la temperatura de un fluido dentro de dos tuberías diferentes (negra y transparente). El objetivo es demostrar que la tubería negra, como cuerpo negro, absorberá mejor la radiación solar y calentará el fluido a una temperatura más alta. El marco teórico explica conceptos como radiación térmica, cuerpo negro, reflectividad, absorbidividad y emisividad. El análisis discute que la tubería negra
Las ecuaciones de Maxwell predicen que las variaciones en los campos eléctrico y magnético generan ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz. La radiación electromagnética transporta energía y puede transferir calor entre cuerpos sin necesidad de un medio material. La radiación térmica emitida por los cuerpos depende de su temperatura según la ley de Stefan-Boltzmann.
Este documento define y explica conceptos relacionados con la radiación electromagnética emitida por cuerpos, incluyendo la radiación de cuerpo negro, cuerpo gris, espectro electromagnético, emitancia, absortancia, reflectancia, transmitancia y factores de forma de transistores.
1. El documento describe los diferentes modos de transmisión del calor, incluyendo la conducción, convección y radiación térmica.
2. Explica que la radiación térmica consiste en el transporte de energía calorífica a través de ondas electromagnéticas que pueden propagarse en el vacío o la materia.
3. Describe las leyes de la radiación térmica, incluyendo las leyes de Planck, Kirchhoff y el desplazamiento de Wien.
Presentación RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO.ppsxEVERTDAZA
Dada la temperatura T de un cuerpo negro, la longitud de onda máxima λmax de su radiación se puede calcular usando la ley de desplazamiento de Wien:
λmaxT = 2,898 × 10-3 mK
Donde:
- λmax es la longitud de onda en el máximo de la curva espectral del cuerpo negro (m)
- T es la temperatura absoluta del cuerpo negro (K)
Así, para encontrar la longitud de onda máxima dado un valor de temperatura, basta con resolver esta ecuación para λmax.
Reporte practica 13 Ley de Stefan-BoltzmannBeyda Rolon
Este documento presenta el reporte de una práctica de laboratorio sobre la Ley de Stefan-Boltzmann. Los estudiantes midieron experimentalmente el perfil de temperatura a lo largo de un tubo de aluminio calentado por debajo. Aplicaron la fórmula de la ley de Stefan-Boltzmann para calcular la radiación térmica en diferentes puntos del tubo. Obtuvieron un perfil de temperatura decreciente con la distancia de la fuente de calor, validando teóricamente la ley.
1) La radiación dentro de una cavidad cerrada está en equilibrio térmico con las paredes de la cavidad y tiene una distribución de energía característica que depende solo de la temperatura de las paredes. 2) Un cuerpo negro absorbe toda la radiación que incide sobre él y emite radiación con una distribución de energía que depende únicamente de su temperatura. 3) Las propiedades de absorción, emisión, reflexión y transmisión de los materiales afectan su comportamiento térmico.
1) La radiación dentro de una cavidad cerrada está en equilibrio térmico con las paredes de la cavidad y tiene una distribución de energía característica que depende solo de la temperatura de las paredes. 2) Un cuerpo negro absorbe toda la radiación que incide sobre él y emite radiación con una distribución de energía que depende únicamente de su temperatura. 3) Las propiedades de absorción, emisión, reflexión y transmisión de los materiales afectan su comportamiento térmico.
Un cuerpo negro se define como un objeto ideal que absorbe completamente toda la radiación electromagnética que incide sobre él y emite radiación que depende únicamente de su temperatura. La radiación de un cuerpo negro sigue la ley de Planck y su espectro es continuo e independiente del material. Los cuerpos grises se aproximan al comportamiento de un cuerpo negro al absorber la radiación de manera constante independientemente de la longitud de onda.
Este documento define conceptos clave relacionados con la radiación térmica, incluyendo cuerpos negros, grises, espectros electromagnéticos, absortancia, transmitancia, reflectancia, emisividad y factores de forma. Explica que un cuerpo negro absorbe toda la radiación que incide sobre él y solo depende de su temperatura para emitir radiación, mientras que un cuerpo gris tiene una emisión independiente de la longitud de onda. También presenta un ejemplo del cálculo del intercambio de energía radiante entre dos super
Este documento define varios conceptos clave relacionados con la transferencia de calor por radiación electromagnética. Explica que un cuerpo negro absorbe toda la radiación que incide sobre él, mientras que un cuerpo gris absorbe solo una fracción constante. También describe el espectro electromagnético, y conceptos como la emitancia, absorptancia, reflectancia y transmitancia, que miden la radiación emitida, absorbida, reflejada y transmitida por un objeto.
Este documento describe la radiación de cuerpo negro. Explica que un cuerpo negro es un objeto teórico que absorbe toda la radiación incidente y emite radiación dependiendo de su temperatura. Además, presenta las leyes de Wien, Rayleigh-Jeans, Stefan-Boltzmann que relacionan las propiedades espectrales y la intensidad de la radiación emitida con la temperatura del cuerpo negro. Finalmente, distingue entre cuerpos negros ideales, cuerpos negros reales y cuerpos grises.
Amigos soy nuevo en esta pagina aquí les dejo una presentación de instrumento de medición de temperatura, el pirómetro, cualquier inquietud escríbanme a mi correo: antoniogomezmedrano@gmail.com
Este documento describe una práctica de transferencia de calor por radiación solar utilizando cobre. Los estudiantes construyeron una caja aislada con papel de aluminio y colocaron 4 metros de tubería de cobre dentro. Al exponer la caja al sol, la temperatura del cobre aumentó de 30°C a 58°C en una hora, demostrando la transferencia efectiva de calor por radiación solar.
Este documento habla sobre la transferencia de calor por radiación electromagnética. Explica que todos los objetos emiten energía radiante a cualquier temperatura y describe los cuerpos negros y grises. También describe las leyes de Stefan, Wien y Planck, las cuales explican cómo la radiación térmica de un objeto depende de su temperatura y longitud de onda.
1) El documento discute los problemas encontrados al intentar explicar la radiación del cuerpo negro usando la física clásica, conocida como la "catástrofe ultravioleta". 2) Max Planck resolvió este problema al introducir la hipótesis de que la energía electromagnética solo puede ser emitida o absorbida en cantidades cuánticas proporcionales a su frecuencia. 3) Esto condujo al desarrollo de la mecánica cuántica como una nueva rama de la física.
El documento describe la transferencia de calor por radiación y conceptos clave como el factor de visión, cuerpos negros y grises. Explica que la radiación depende de la orientación de las superficies y su capacidad de absorción. También define términos como espectro electromagnético, ventana de radiación térmica, emisividad y absortancia.
Este documento presenta los resultados de dos experimentos para calcular la difusividad (Dab) de diferentes sustancias. En el primer experimento, se calculó Dab del permanganato de potasio en agua. En el segundo experimento, se calculó Dab en agua de una solución de agua-tinta vegetal usando un volcán sumergible de difusividad. El documento también incluye la teoría sobre la ley de Fick y los rangos típicos de coeficientes de difusión en diferentes fases como gases, líquidos y sólidos.
Este documento describe un experimento para medir la caída de presión en un lecho empacado en comparación con una tubería sin empacar. Se midió la caída de presión de tres sólidos (frijoles, maíz y cuerpos de ebullición) en una tubería. Los cálculos se realizaron usando la ecuación de Ergun para determinar la caída de presión en el lecho empacado y la ecuación de Moody para la tubería sin empacar. Los resultados mostraron mayores caídas de presión en los le
(1) Se realizó una práctica para obtener experimentalmente la relación entre la altura y el caudal de una bomba, construyendo una curva característica. (2) Se midió el tiempo que tardaba la bomba en bombear 2 litros de agua a diferentes alturas. (3) Los resultados mostraron que a mayor altura, menor era el caudal de la bomba, trazando una curva descendente en el gráfico de altura vs caudal.
(1) Este documento describe un experimento para obtener la curva característica de una bomba mediante la medición del caudal a diferentes alturas. (2) Se midió el tiempo que tardó la bomba en bombear 2 litros de agua a alturas crecientes entre 0.33 y 1.76 metros. (3) Los resultados se usaron para calcular el caudal a cada altura y graficar la curva, mostrando que el caudal disminuye a medida que aumenta la altura.
El documento presenta los resultados de cuatro experimentos realizados para modificar las variables (velocidad, diámetro, densidad y viscosidad) que componen el número de Reynolds. Se registraron los tiempos de llenado de una probeta al variar cada variable por separado. Los cálculos incluyeron la determinación de densidades, velocidades y números de Reynolds, los cuales indicaron en todos los casos un flujo turbulento.
Práctica III Detección de flujo laminar y turbulentoKaren M. Guillén
Este documento describe un experimento para detectar flujos laminares y turbulentos. Se desarrolló un prototipo que consiste en una botella con una manguera conectada a una bomba. Se midió el caudal variando la velocidad y se calculó el número de Reynolds para determinar el tipo de flujo. Los resultados mostraron que a bajas velocidades el flujo es laminar, mientras que a mayores velocidades el flujo se vuelve turbulento.
El documento presenta los resultados de un experimento para medir la viscosidad de diferentes líquidos utilizando la Ley de Stokes. Se midió el tiempo que tardaron bolas de vidrio y plástico en caer a través de jabón líquido, miel, glicerina y agua. Los resultados se utilizaron para calcular la viscosidad de cada líquido según la ecuación de Stokes. La glicerina resultó ser el líquido más viscoso, mientras que el agua fue el menos viscoso.
Este documento describe una práctica de laboratorio para medir la viscosidad de varios líquidos utilizando la Ley de Stokes. Los estudiantes midieron el tiempo que tardaron bolas de vidrio y plástico en caer a través de jabón, miel, glicerina y agua. Luego, calcularon la viscosidad de cada líquido usando la ecuación derivada de la Ley de Stokes y compararon sus resultados con valores de referencia.
El equipo amarillo midió las densidades y viscosidades de la glicerina y el aceite de ricino utilizando varios viscosímetros. Determinaron que la densidad de la glicerina es de 1264 kg/m3 y la del aceite de ricino es de 920 kg/m3. Luego midieron las viscosidades de los líquidos con los viscosímetros Brookfield, Zahn y Stormer, registrando valores para la viscosidad en centipoise, pascal-segundo y libra-fuerza-segundo-pie cuadrado. Finalmente, presentaron un resumen de los resultados
El documento presenta los resultados de un experimento para medir la viscosidad de diferentes líquidos utilizando la Ley de Stokes. Se midió el tiempo que tardaron bolas de vidrio y plástico en caer a través de jabón líquido, miel, glicerina y agua. Los resultados se utilizaron para calcular la viscosidad de cada líquido según la ecuación de Stokes. La glicerina resultó ser el líquido más viscoso, mientras que el agua fue el menos viscoso.
Este documento presenta los resultados de una práctica de laboratorio sobre la medición de la viscosidad de dos sustancias (glicerina y aceite de ricino) utilizando tres viscosímetros diferentes (Stormer, Brookfield y Zahn). Se explican conceptos teóricos sobre viscosidad y los tipos de viscosímetros. El procedimiento incluye la preparación de materiales, calibración de equipos, y medición de la viscosidad de las sustancias a diferentes temperaturas y condiciones utilizando los tres viscosímetros.
Este documento describe tres prototipos desarrollados para observar e identificar flujos laminares y turbulentos. El primer prototipo usa dos mangueras de diferentes diámetros unidas para generar flujo. El segundo usa una botella y mangueras similares. El tercero inyecta tinta en un vaso de precipitados a través de una aguja. Los prototipos permiten medir caudal, calcular el número de Reynolds y observar el perfil de velocidad del colorante inyectado para identificar el tipo de flujo.
Este documento presenta los resultados de una práctica de laboratorio sobre la medición de la viscosidad de dos sustancias (glicerina y aceite de ricino) utilizando tres viscosímetros diferentes (Stormer, Brookfield y Zahn). El objetivo era medir experimentalmente la viscosidad a diferentes condiciones y aprender a usar los viscosímetros. Se explican conceptos teóricos como la definición de viscosidad, la influencia de la temperatura y presión, y los tipos de fluidos. También se describen los materiales, equipos y procedimientos utilizados para realizar
Este documento describe un experimento para medir la viscosidad de varios líquidos usando la Ley de Stokes. Se midió el tiempo que tardaron bolas de vidrio en caer a través de jabón líquido, miel, glicerina y agua. Usando el tiempo de caída, el diámetro de la bola y las densidades de los líquidos y el vidrio, se calcularon las viscosidades y se compararon con valores de referencia. Los resultados apoyaron la conclusión de que los líquidos más viscosos, como la glicerina, produjeron tiempos de
Este documento presenta los resultados de una práctica de laboratorio sobre la medición de la viscosidad de dos sustancias (glicerina y aceite de ricino) utilizando tres viscosímetros diferentes (Stormer, Brookfield y Zahn). El objetivo era medir experimentalmente la viscosidad a diferentes condiciones y aprender a usar los viscosímetros. Se explican conceptos teóricos como la definición de viscosidad, la influencia de la temperatura y presión, y los tipos de fluidos. También se describen los materiales, equipos y procedimientos utilizados para realizar
Este documento presenta los resultados de un experimento sobre la transferencia de calor a través de una pared. Contiene tablas con datos como la temperatura medida en ambas caras de varias paredes de diferentes materiales y espesores, así como valores calculados como la diferencia de temperatura y la radiación directa. Adicionalmente, incluye comentarios que analizan las posibles causas de discrepancias entre los valores medidos y calculados, y comparan los resultados entre los diferentes equipos.
Este documento presenta los resultados de un experimento sobre la transferencia de calor a través de una pared. Contiene tablas con datos como la temperatura medida en ambas caras de varias paredes de diferentes materiales y espesores, así como valores calculados como la diferencia de temperatura y la radiación directa. Adicionalmente, incluye comentarios que analizan las posibles causas de discrepancias entre los valores medidos y calculados, y comparan los resultados entre los diferentes equipos.
Este documento presenta los datos recolectados de un experimento que midió las temperaturas y propiedades térmicas de varias paredes expuestas a la radiación solar. Reporta valores como la temperatura frontal y posterior, espesor, conductividad térmica, radiación directa calculada y diferencias de temperatura medidas y calculadas para cada pared. También incluye comentarios sobre posibles explicaciones para las variaciones observadas como el efecto del viento, errores en los cálculos y mediciones, y la no consideración de pérdidas de calor.
Este documento discute el cálculo de la temperatura de superficie y la eficiencia de un problema de aletas circulares. Calcula la temperatura de superficie como 197.38°C usando la igualdad entre la convección y la conducción. Calcula la eficiencia como 79% usando la relación de transferencia de calor y la longitud de la aleta. Finalmente, calcula la cantidad de calor disipado como 1156.65 W.
Examen de Selectividad. Geografía junio 2024 (Convocatoria Ordinaria). UCLMJuan Martín Martín
Examen de Selectividad de la EvAU de Geografía de junio de 2023 en Castilla La Mancha. UCLM . (Convocatoria ordinaria)
Más información en el Blog de Geografía de Juan Martín Martín
http://blogdegeografiadejuan.blogspot.com/
Este documento presenta un examen de geografía para el Acceso a la universidad (EVAU). Consta de cuatro secciones. La primera sección ofrece tres ejercicios prácticos sobre paisajes, mapas o hábitats. La segunda sección contiene preguntas teóricas sobre unidades de relieve, transporte o demografía. La tercera sección pide definir conceptos geográficos. La cuarta sección implica identificar elementos geográficos en un mapa. El examen evalúa conocimientos fundamentales de geografía.
El curso de Texto Integrado de 8vo grado es un programa académico interdisciplinario que combina los contenidos y habilidades de varias asignaturas clave. A través de este enfoque integrado, los estudiantes tendrán la oportunidad de desarrollar una comprensión más holística y conexa de los temas abordados.
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En Lengua y Literatura, se enfatizará el desarrollo de habilidades comunicativas, tanto en la expresión oral como escrita. Los estudiantes trabajarán en la comprensión y producción de diversos tipos de textos, incluyendo narrativos, expositivos y argumentativos. Además, se estudiarán obras literarias representativas de la región latinoamericana.
El componente de Ciencias Naturales abordará temas relacionados con la biología, la física y la química, con un enfoque en la comprensión de los fenómenos naturales y los desafíos ambientales de América Latina. Se explorarán conceptos como la biodiversidad, los recursos naturales, la contaminación y el desarrollo sostenible.
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A lo largo del curso, se fomentará la integración de los contenidos, de manera que los estudiantes puedan establecer conexiones significativas entre los diferentes campos del conocimiento. Además, se promoverá el desarrollo de habilidades transversales, como el pensamiento crítico, la resolución de problemas, la investigación y la colaboración.
Mediante este enfoque de Texto Integrado, los estudiantes de 8vo grado tendrán una experiencia de aprendizaje enriquecedora y relevante, que les permitirá adquirir una visión más amplia y comprensiva de los temas estudiados.
ACERTIJO DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARÍS. Por JAVI...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARIS”. Esta actividad de aprendizaje propone el reto de descubrir el la secuencia números para abrir un candado, el cual destaca la percepción geométrica y conceptual. La intención de esta actividad de aprendizaje lúdico es, promover los pensamientos lógico (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia y viso-espacialidad. Didácticamente, ésta actividad de aprendizaje es transversal, y que integra áreas del conocimiento: matemático, Lenguaje, artístico y las neurociencias. Acertijo dedicado a los Juegos Olímpicos de París 2024.
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1. Instituto Tecnológico de Mexicali
Ingeniería Química
Materia:
Laboratorio Integral I
Tema:
Práctica
Radiación: calor y emisividad
Integrantes:
Nombre del profesor
Norman Edilberto Rivera Pazos
Mexicali, B.C. a 8 de mayo 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: “Radiación: calor y emisividad”
Objetivo 2
Introducción 2
Marco teórico 3
Definición de radiación 3
Definición de cuerpo negro y gris 3
Ley de Stefan-Boltzmann 3
Constante de Stefan-Boltzmann 4
Emisividad 4
Valores de emisividad de algunos materiales 5
Importancias del factor forma en la radiación 6
Aplicaciones de la radiación 6
Prototipo 7
Material, equipo y reactivos 7
Procedimiento 7
Cálculos y resultados 7
Análisis 8
Observaciones 10
Evidencias 10
Bibliografía 11
3. 2
Práctica XIII
Título:
“Radiación: calor y emisividad”
Objetivo:
Calcular el calor por radiación de forma directa e indirecta, así como la emisividad del objeto
caliente con el fin de compararlo con el valor teórico; gracias a un prototipo hecho.
Objetivos específicos:
Determinar el calor transmitido por conducción y convección con el fin de obtener el que es
por radiación.
Determinar el calor transmitido por radiación por valores teóricos y prácticos.
Determinar el coeficiente de emisividad del metal utilizado.
Introducción
La transmisión del calor a través de la radiación se caracteriza porque la energía se transporta
en forma de ondas electromagnéticas, que se propagan a la velocidad de la luz. El transporte
de energía por radiación se puede realizar entre superficies separadas por el vacío; así por
ejemplo, el Sol transmite energía a la Tierra por radiación a través del espacio que, una vez
interceptada por la Tierra, se transforma en otras fuentes de energía.
Sin embargo la radiación térmica suele considerarse como un fenómeno superficial para los
sólidos que son opacos a la radiación térmica, como los metales, la madera y las rocas, ya que
la radiación emitida por las regiones interiores de un material de este tipo nunca puede llegar a
la superficie y la radiación incidente sobres esos cuerpos suele absorberse en unas cuantas
micras hacia dentro en dichos sólidos.
El estudio de la radiación térmica se basa en un modelo de radiador ideal, que recibe el nombre
de cuerpo negro, con el cual pueden compararse los radiadores reales. Si bien no existe ningún
cuerpo real que pueda identificarse con el cuerpo negro, en la práctica puede conseguirse una
aproximación satisfactoria mediante una esfera hueca, provista por un pequeño orificio, con las
paredes interiores pintadas de negro, además que a partir de experimentos han surgido
fórmulas para calcular el calor transferido por este mecanismo, de la cual se hablará en esta
práctica: La Ley de Stefan-Boltzmann.
4. 3
Marco teórico
Definición de radiación
La radiación es una emisión de energía generada o emitida por un
cuerpo, que viaja por algún medio o el vacío hasta ser absorbida por
otro cuerpo. Se puede propagar en forma de onda (radiación
electromagnética) o de partículas (radiación corpuscular). El calor
puede transferirse a través de este mecanismo, el cual se denomina
radiación térmica.
La radiación térmica consiste en un proceso en que la superficie de un
objeto irradia energía térmica en forma de ondas electromagnéticas.
Entre los ejemplos de este tipo radiación, tenemos a la radiación
infrarroja de un radiador o un calentador eléctrico. Esta radiación se genera cuando el calor del
movimiento de las partículas cargadas de un átomo se convierte en radiación electromagnética.
Todos los cuerpos a una temperatura por encima del 0 absoluto emiten radiación térmica. La
radiación es un fenómeno volumétrico y todos los sólidos, líquidos y gases emiten, absorben o
reflejan radiación en diversos grados.
Definición de cuerpo negro y cuerpo gris.
Cuerpo negro: Son aquellos que absorben toda la radiación que llega a ellos sin reflejarla, de tal
forma que solo emiten la correspondiente a su temperatura. Aunque tales cuerpos no existen, el
concepto resulta muy útil como un patrón para comparar capacidades de varias superficies para
absorber o emitir energía térmica. Su valor de emisividad es 1.
Cuerpo gris: Son aquellos cuerpos donde la transferencia de calor por ondas electromagnéticas
es constante ante la longitud de onda. Es un tipo de superficie no negra en el que el poder de
emisión es independiente de la longitud de onda de la radiación. Por lo que se puede asumir
que la transferencia de calor debido a la emisión no dependerá de la longitud de onda, siendo
ambos constante.
Ley de Stefan-Boltzmann
La intensidad de la energía que un objeto irradia depende básicamente de su temperatura
(absoluta). En especial, la radiación de energía en forma de calor está descripta por la Ley de
Stefan-Boltzmann, la cual matemáticamente se expresa de la siguiente manera:
Fig. 1 Ilustración de la radiación
5. 4
𝑞´´ = 𝜎𝜀𝛥𝑇4
Donde:
q´´= flujo de calor transferido por unidad de área (w/m2
).
𝜎 = constante de Stefan-Boltzmann (5.67 x10-8
w/m2
K4
).
𝜀 = emisividad del cuerpo.
ΔT = variación de temperaturas absolutas entre el ambiente y superficie del cuerpo (K).
Esta ecuación dice que cualquier superficie irradia calor proporcionalmente a la cuarta potencia
de su temperatura absoluta; aunque la emisión es independiente del medio exterior, la medida
de la energía radiante requiere de una temperatura de referencia, como puede ser la de otro
sistema que reciba la energía transferida, y así poder obtener a partir de esta referencia la
transferencia neta de energía radiante.
Constante de Stefan-Boltzmann
La constante de Stefan-Boltzmann, una constante física denotada por la letra griega 𝜎, es la
constante de proporcionalidad de la ley de Stefan-Boltzmann. Esta tiene un valor de 5.67 x10-8
w/m2
K4
.
Emisividad
Un objeto que emite la máxima energía posible para su temperatura, se conoce como cuerpo
negro. Los cuerpos negros son superficies ideales de radiación infrarroja y los termómetros
infrarrojos son calibrados en términos de radiación de cuerpo negro. En la práctica no hay
materiales que sean emisores perfectos y las superficies tienden a emitir una energía algo
menor que la de un cuerpo negro, incluso a la misma temperatura.
El diagrama muestra porque los objetos no
son emisores perfectos de la energía
infrarroja. A medida que la energía se
dirige hacia la superficie, se refleja en
retroceso hacia el interior y no escapa
nunca en formas radiantes. A partir de este
ejemplo, puede verse que realmente solo
se emite el 60% de la energía disponible. La emisividad de un objeto es el cociente entre la
energía emitida y aquella que emitiría si este fuese cuerpo negro a la misma temperatura. La
capacidad de un objeto de emitir radiación infrarroja depende de diversos factores, incluyendo,
Fig. 2 Diagrama de emisividad
6. 5
tipo de material, condición de superficie y longitud de onda. De esta manera la emisividad se
expresa como:
𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑚𝑖𝑡𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑛 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜 𝑎 𝑢𝑛𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑇)
𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑚𝑖𝑡𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑛 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑟𝑜 𝑎 𝑢𝑛𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑇)
A los materiales se les asigna un valor de emisividad que varía entre 0 y 1,0. Un cuerpo negro,
por lo tanto, tiene una emisividad de 1,0 y un reflector perfecto tiene una emisividad de 0.
Valores de emisividad de algunos materiales
Material Emisividad
Aluminio, pulido .05
Aluminio, superficie rugosa .07
Aluminio, muy oxidado .25
Placa de amianto .96
Tela de amianto .78
Papel de amianto .94
Pizarra de amianto .06
Latón, mate, deslustrado .22
Latón, pulido .03
Bronce, poroso, basto .55
Bronce, pulido .1
Hierro fundido, fundición esbozada .81
Hierro fundido, pulido .21
Cobre, pulido .01
Cobre, bruñido comercial .07
Cobre oxidado .65
Cobre, negro oxidado .88
Oro, pulido .02
Hierro, laminado en caliente .77
Hierro, oxidado .74
Hierro, chapa galvanizada, bruñido .23
Hierro, chapa galvanizada, oxidado .28
Hierro, brillante, grabado .16
Hierro, forjado, pulido .28
Plomo, gris .28
Plomo, oxidado .63
Plomo, rojo, en polvo .93
Plomo, brillante .08
Mercurio, puro .1
Níquel, en hierro fundido .05
Níquel, puro pulido .05
Platino, puro, pulido .08
Acero, galvanizado .28
Acero, muy oxidado .88
Acero, recién laminado .24
Acero, superficie rugosa .96
Acero, rojo oxidado .69
Acero, chapa, niquelado .11
Acero, chapa, laminado .56
Estaño, bruñido .05
Tungsteno .04
Cinc chapa .2
7. 6
Importancias del factor forma en la radiación
Otras geometrías pueden implicar que una parte de la
radiación emitida por una de las superficies no sea
completamente absorbida por la restante, como se ve en el
esquema de la derecha. Es necesario definir un factor de
forma:
𝐹𝑚,𝑛=
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖𝑣𝑎 𝑑𝑒 𝑚 𝑞𝑢𝑒 𝑙𝑙𝑒𝑔𝑎 𝑎 𝑛
𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖 𝑎 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖𝑣𝑎 𝑑𝑒 𝑚 𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜
Aplicaciones de la radiación
Energía solar
La investigación actual respecto a la energía consiste es el desarrollo de métodos y tecnologías
más eficientes y baratas para transformar, transportar y almacenar la energía. En el caso
concreto de la energía solar, las características radiactivas de los materiales usados en los
colectores son de una importancia capital en la mejora de su rendimiento. Los colectores
absorben la energía del sol, con lo que interesa que su absortividad (y, por tanto, emisividad)
sea máxima en la región del espectro electromagnético ocupado por la radiación solar. A su
vez, el colector solar irradia y pierde energía, con lo que interesa que su emisividad sea mínima
en la región ocupada por su propio espectro.
Recubrimientos térmicos
Para ver el papel que juega la radiación térmica en los aislamientos basta con recurrir a los
invernaderos. Un invernadero funciona de forma muy similar a una placa solar: tiene una
emisividad selectiva que permite absorber el máximo de energía solar y emitir la menor posible,
teniendo en cuenta que el sol y las plantas del invernadero están a temperaturas muy
diferentes, con lo que emiten en regiones distintas del espectro electromagnético.
Pirometría
La pirometría es la medición de temperaturas mediante métodos ópticos. El pirómetro recibe
una señal electromagnética, lo que permite, conociendo la emisividad del material, deducir su
temperatura. La pirometría es una herramienta crucial en la industria pesada, donde las altas
temperaturas y complicadas disposiciones de máquinas y materiales hacen muy difícil la
utilización de termómetros convencionales, que requieren contacto directo con la muestra.
También es útil para medir la temperatura de objetos móviles, o en general de cualquier cuerpo
que presente dificultades de manejo. A menudo es también empleado en situaciones más
corrientes debido a su sencillez y alta funcionalidad.
Fig. 3 No toda la energía radia por 1 es absorbida
por 2.
8. 7
Prototipo
Material, equipo y reactivos
Material y equipo Material a estudio
1 Caja de cartón Tubo de cobre
1 Plástico Agua
1 Aislante Fibra de vidrio
2 Guantes
1 Termómetro infrarrojo
1 Regla
1 Cronómetro
1 Plancha
1 Tijeras
1 Termómetro
1 Silicón o tape
1 Soporte universal
1 Pinzas
1 Plancha
Procedimiento:
1. Limpiar los materiales a utilizar y ordenar el equipo.
2. Con la regla tomar la medida de la longitud del tubo así como el diámetro.
3. Colocar la fibra de vidrio alrededor del tubo con el fin de servir como aislante.
4. Medir la temperatura de los extremos y registrar.
5. Prender la plancha a lo máximo.
6. Colocar el tubo 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. Colocar el prototipo a un lado del tubo.
10. Quitar aislante del tubo.
11. Cerrar prototipo y colocar aislante por los orificios.
9. 8
12. Colocar termómetro y esperar 30 segundos y tomar lectura.
13. Quitar pared y registrar temperatura del tubo, pared movible y pared estacionaria.
14. Esperar 240 segundos y tomar temperatura de tubo y pared estacionaria.
Cálculos y Resultados
Se considerará que el calor por conducción es el mismo al obtenido a la siguiente ecuación:
𝑄 = 𝑚𝐶 𝑝(𝑇2 − 𝑇1)
𝑞 =
𝑄
𝑡
Recordando que el tiempo fue de 240 s.
M (𝒌𝒈) Cp (𝑱/𝒌𝒈℃) 𝑻 𝟏 (℃) 𝑻 𝟐 (℃) ∆𝑻 (℃) Q (𝑱) q (𝑾)
Bronce 0.4306 385 258 80.4 177.6 29442.7056 122.67
Para calcular el calor por convección se utilizará la ley de enfriamiento de Newton
𝑞 = ℎ𝐴(𝑇𝑠 − 𝑇∞)
Donde se utiliza un h del aire promedio.
Cálculo de calor por radiación
1. Método indirecto 1
𝑞 𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑞 𝑐𝑜𝑛𝑣 + 𝑞 𝑟𝑎𝑑
𝑞 𝑟𝑎𝑑 = 𝑞 𝑐𝑜𝑛𝑑 − 𝑞 𝑐𝑜𝑛𝑣
1.1 Método indirecto 2
𝑞 𝑟𝑎𝑑 = 𝑞 𝑐𝑜𝑛𝑑 − 𝑞 𝑐𝑜𝑛𝑣
𝑞 𝑟𝑎𝑑 =
𝑘𝐴(𝑇1 − 𝑇2)
𝑑𝑥
− ℎ𝐴(𝑇𝑠 − 𝑇∞)
𝐾 (𝑾/𝒎℃) dx (𝒎) ∆𝑻 (℃) 𝑨 (𝒎 𝟐) qcod (𝑾)
151 0.1085 177.6 0.00045239 111.815635
2. Método directo
𝑞 𝑟𝑎𝑑 = 𝐹𝐴𝜀𝜎(𝑇𝑠
4 − 𝑇0
4
)
10. 9
Considerando un factor de forma de 𝐹 = 1 y utilizando una constante de Stefan Boltzmann
teórico de 𝜎 =5.67 x10-8
w/m2
K4
Nota: Es importante recordar que las temperaturas involucradas en la formula directa, por lo tanto de
radiación, son en grados Kelvin.
Cálculo de emisividad
Se utilizara el resultado obtenido del método indirecto para poder obtener el valor de
emisividad.
𝜀 =
𝑞 𝑟𝑎𝑑
𝐹𝐴𝜎(𝑇𝑠
4 − 𝑇0
4
)
Valores obtenidos
Método 𝒒 𝒄𝒐𝒏𝒅 (W) 𝒒 𝒄𝒐𝒏𝒗 (W) 𝒒 𝒓𝒂𝒅 (W)
Indirecto 1 122.67794 4.66187217 118.0160678
Indirecto 2 111.815635 4.66187217 107.153763
Método 𝜀 𝜎 𝑇𝑠 𝑇0
𝑇𝑠
4 𝑇0
4
𝑞 𝑟𝑎𝑑
Directo 0.55 5.67 x10-8
335.15 302.15 1.2617E+10 8334708097 133.544*
Directo 0.55 5.67 x10-8
335.15 302.15 1.2617E+10 8334708097 1.092
*Sin considerar el área.
Valor de emisividad
Método 𝑞 𝑟𝑎𝑑 𝑇𝑠
4 𝑇0
4
𝜀
Indirecto 1 118.0160678 1.2617E+10 8334708097 0.486
Indirecto 2 107.153763 1.2617E+10 8334708097 0.461
Análisis
Como podemos observar en el apartado de resultados, ya sea considerando el calor por
conducción con la fórmula de Fourier o de la manera tradicional, los valores de dicho valor son
muy parecidos y por lo tanto al mantener el valor del calor por convección en los dos casos, es
normal que se si obtuviera un valor parecido en el calor por radiación. Ahora bien, sí
comparamos los valores de radiación obtenidos directa e indirectamente, nos encontraremos
con una similitud, ocurriendo esto cuando no se considera el área. Posiblemente durante la
formulación y aplicación en la hoja de cálculo no era necesaria y por lo tanto se obtenía el valor
sin área. También que al ser tan reducida la distancia entre el tubo y la placa, el valor de
radiación sea mucho mayor; aunque en estos casos las implicaciones de sí que tipo de
11. 10
transferencia es en realidad puede ser un poco difícil de predecir y por lo tanto se ha decidido
dejar los dos valores.
En cuanto a la obtención de la emisividad, teóricamente se dice que es de 0.55 y tanto del
método indirecto 1 como 2 se obtuvieron valores de emisividad lo bastante parecido, por lo cual
es una de las razones por las que podemos considerar al valor de radiación sin área como
valido ya que como se dijo en un principio, se parece al obtenido indirectamente.
El valor puede que no sea exacto pero se tienen que considerar las pérdidas por convección en
dos direcciones, y que esta misma no iba directamente a la placa de estudio. También las
pérdidas de calor al momento de trasladar el tubo al sistema cerrado, así como en los agujeros
del mismo. Algo que pudo haber ayudado a obtenerse dichos valores es que nuestro sistema
era como un cuerpo negro.
Observaciones
Obtener una temperatura constante.
Hacer el traslado del tubo lo más rápido posible pero sin enfriar.
Evidencias
12. 11
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://www.isotest.es/web/News/Tecnologias/Termografia/tabla%20de%20emisividades.
htm
http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/bk3/c13/Radiacion%20termica.pdf
http://www.ehu.eus/documents/3019013/3575588/radiacion+termica.pdf