modos de transferencia de calor

1. MODOS DE TRANSFERENCIA
DE CALOR
NOMBRE: HUAMAN CORREA, Ricardo

2.  La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. Por ejemplo, la
temperatura de un vaso pequeño de agua caliente será mayor que la temperatura de un
océano, pero el océano tiene más calor porque tiene más agua – más partículas – y por lo
tanto más energía térmica total.

3. Es la ciencia que se ocupa de la cantidad de transferencia de
calor desde un estado de equilibrio inicial a otro, y no hace
ninguna referencia o indicación a la duración del proceso. Un
análisis termodinámico simplemente nos dice cuánto calor debe
ser transferido para realizar un cambio de un estado de
equilibrio específico a otro, para satisfacer el principio de
conservación de la energía.

4. CONDUCCIÓN
 Es la transferencia de calor basado en el contacto directo entre los cuerpos o a
través de un mismo cuerpo.
 En la conducción no se produce transferencia de materia, sólo de energía.
 En una región a mayor temperatura, las moléculas vibran o se mueven con una
mayor velocidad. Al interactuar con las moléculas vecinas de menor
temperatura, ya sean del mismo cuerpo o de otro que esté en contacto con el
primero, les transfieren parte de su energía.
LEY DE FOURIER
Esta ley afirma que la velocidad de conducción/transferencia de calor a través de un
cuerpo por unidad de sección transversal es proporcional al gradiente de temperatura
que existe en el cuerpo:

5. EJEMPLO_CONVECCION
Si se acerca una cuchara
metálica a la flama de una
estufa en breve tiempo se
calentara, tanto que no será
posible sostenerla.


6. CONVECCIÓN
La convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y
calientes. Se presenta cuando una superficie a cierta temperatura está en
contacto con un fluido en movimiento a temperatura diferente.
Fue Newton con su Ley del enfriamiento quien indicó la forma de la
transferencia a través de la ecuación, definiendo el calor transmitido desde la
superficie de un sólido a un fluido en movimiento:
donde
• Ts es la temperatura de la superficie del cuerpo – sólido
• T es la temperatura del fluido
• h es el coeficiente de transferencia de calor por convección
• A superficie que está en contacto con el fluido

7. Convección natural, en la que el movimiento del fluido se debe
exclusivamente a las diferencias en la densidad del fluido por la variación de
temperatura entre dos puntos.
Convección forzada en la que el movimiento del fluido se debe a algún
factor externo. La transferencia de calor es mejor con convección forzada, ya
que el movimiento – la velocidad – es mucho mayor al existir además de la
diferencia de densidad un apoyo por ese factor externo – bomba, ventilador,
viento, agitador.
TIPOS DE CONVECCION

8. EJEMPLO_CONVECCIÓN
cuando sobre la flama de una estufa
calentamos agua en un recipiente
metálico, este empieza a calentarse
desde la zona mas próxima a la llama en
ese momento el agua se dilata, se vuelve
menos densa y asciende a la aparte
superior dejando su lugar al agua fría, de
esta manera se forma una corriente en
circulación en donde las masas calientes
suben y las frías bajan, estableciéndose
las corrientes de convección.

9. RADIACIÓN
La radiación es la transferencia de calor que se realiza a través de ondas
electromagnéticas.
No existe contacto directo entre los dos medios y el intermedio o interface no
participa en las funciones de intercambio – en la mayoría de ocasiones es el aire,
aunque también hay transferencia de calor a través del vacío .
Se podría catalogar como transporte molecular, ya que la energía es producida
por los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o moléculas
constitutivos y transportada por las ondas electromagnéticas o fotones.

10. Donde:
• Ts es la temperatura de la superficie del cuerpo
• ε es el coeficiente de emisividad, propiedad del
material que relaciona su capacidad de radiación
térmica con la del cuerpo negro ideal
• σ es la constante de Stefan-Boltzmann, = 5.67 x 10-8
W/m2 ºK4
• A es la superficie de emisión
CONSTANTE DE STEFAN−BOLTZMANN

11. EJEMPLO_RADIACION
El calor que recibe la Tierra desde
el Sol, se transmite por radiación a
través del espacio vacío. El calor
que se siente al estar frente a una
fogata también es transferido por
radiación.