Lab Int 1

1. Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de Mexicali
Ingeniería Química
Laboratorio Integral 1
F.M. Norman Edilberto Rivera Pazos
Practica de Laboratorio
Perfil de Temperatura para una Barra de Metal
García Zavala Marco Alberto
Moran Silva Keyla Marina
Rivera Ortiz Diego
Sepúlveda Vital Dafne Getsemaní
Soltero Gonzales Saúl

2. Índice
Objetivo……………………………………………………………………………………………………………..3
Marco Teórico…………………………………………………………………………………………….........3
Material……………………………………………………………………………………………………………..4
Procedimiento……………………………………………………………………………………………………4
Resultados………………………………………………………………………………………………………….5
Análisis de Resultados………………………………………………………………………………………...6
Conclusión………………………………………………………………………………………………………….6
Aprendizajes………………………………………………………………………………………………………6

3. Objetivo
Determinar experimentalmente el perfil de temperatura de una varilla de aleación de
Estaño, en base a la Ley de Fourier,
Marco Teórico
Perfil de temperatura
Transferencia de calor
Existen tres formas básicas de transmisión de calor que existen: radiación, conducción
y convección.
Conducción. Es la más sencilla de entender, consiste en la transferencia de calor entre
dos puntos de un cuerpo que se encuentran a diferente temperatura sin que se produzca
transferencia de materia entre ellos.
Radiación. Es el calor emitido por un cuerpo debido a su temperatura, en este caso no
existe contacto entre los cuerpos, ni fluidos intermedios que transporten el calor.
Simplemente por existir un cuerpo A (sólido o líquido) a una temperatura mayor que un
cuerpo B existirá una transferencia de calor por radiación de A a B.
Convección. En este sistema de transferencia de calor interviene un fluido (gas o líquido)
en movimiento que transporta la energía térmica entre dos zonas.
Conducción de calor
La ecuación que describe la conducción térmica se conoce como ley de Fourier, en este
caso el campo Ψ es la temperatura T, y el coeficiente α=K/(ρc), donde K, es la
conductividad térmica, ρ la densidad, y c es el calor específico del material. La
conducción del calor se establece siempre que exista un gradiente o diferencia de
temperaturas entre dos puntos de una barra metálica.
Se estudia cada uno de los fenómenos en dos partes:
 Se calcula la solución de la ecuación diferencial que gobierna el proceso.
 Se simulan los fenómenos a partir de mecanismos básicos simples. La
simulación nos permitirá explicar las facetas esenciales de la descripción
matemática del fenómeno en cuestión.
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4. Ley de Fourier
Sea J la densidad de corriente de energía (energía por unidad de área y por unidad de
tiempo), que se establece en la barra debido a la diferencia de temperaturas entre dos
puntos de la misma. La ley de Fourier afirma que hay una proporcionalidad entre el flujo
de energía J y el gradiente de temperatura.
J=−K∂T∂xJ=−K∂T∂x
Siendo K una constante característica del material denominada conductividad térmica.
Material
1 Soporte universal
2 Pinzas de 3 dedos
1 varilla de metal
1 mechero
1 manguera de hule
1 guantes de asbesto
1 pistola de infrarrojo
Procedimiento
1. Marca la varilla por cada 5 cm
2. Poner la varilla vertical a unos 5 cm de la flama del mechero. Esta varilla está
sujeta gracias al soporte universal y una pinza que esta hasta en la parte superior
de la varilla.
3. Separar la varilla por cada 5 cm hasta llegar a la pinza.
4. Esperar 2 minutos y tomar temperatura con la pistola de infrarrojo en la base y
parte superior de la varilla. Esto se realizara varias veces por varios minutos
hasta que notemos que no haya disminución o aumentos grandes de
temperatura.
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5. 5. Cuando ya se no haya cambios grandes en la temperatura, entonces tomaremos
las medidas desde la distancia de 5 cm hasta 40 cm. (Después de los 40 cm
interviene la pinza).
6. Se medirán las temperatura cada 2 minutos y se repetirá 5 veces para poder
hacer un promedio.
Resultados
5
Centigrados Distancia

6. Análisis de resultados
Nuestra grafica si concuerda con los demás ejemplos de perfil de temperatura, como
por ejemplo este:
Conclusiones
Nos dimos cuenta que la temperatura era menor conforme al crecimiento de la altura en
la varilla, como se pudo apreciar en la gráfica.
Aprendizajes
Aprendimos a utilizar la pistola de infrarrojo ya que nunca algún maestro nos habló sobre
ellas o nos hizo usarla. Esta práctica fue sencilla, solo hay que esperar un poco y repetir
pasos.
Perfil de temperatura para el caso de dos
espesores, señalados aquí como distancia, de
material. La línea 1 es para 18 cm y la línea 2 es para
36 cm (escogidos para fines ilustrativos) con la
misma diferencia de temperatura entre caras (20°
C).
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