Este documento describe un experimento realizado por estudiantes para determinar el coeficiente de transferencia de calor mediante la ley de enfriamiento de Newton. El experimento involucró el uso de una caja de cartón, una placa de cobre, una plancha eléctrica y termómetros para medir las temperaturas y calcular el coeficiente de película a través de los métodos de conducción y radiación de Steffan-Boltzmann.

1. Instituto Tecnológico de Mexicali
Laboratorio Integral 1
Equipo: Brookfield
Determinación de coeficiente de película
Practica #13
Alumnos:
Ibarra Aguilar Grecia
Fausto Vega Luis Martin
Cuevas López Mayra Mariza
Puentes Robles Joshua Issac
Villafuerte Ruiz Brenda Maritza
Torres Hernández Irving Marcial
Salazar Dueñas Gustavo Enrique
Vásquez López Francisco Enrique
Hernández Morales Diana Paulina

2. OBJETIVO GENERAL:
 Determinar experimental del coeficiente de transferencia de calor
OBJETIVO ESPECIFICO:
 Determinar el coeficiente de película por la ley de enfriamiento de newton
MARCO-TEORICO:
Ley de enfriamiento de newton: Cuando la diferencia de temperaturas entre un cuerpo y su
medio ambiente no es demasiado grande, el calor transferido en la unidad de tiempo hacia el
cuerpo o desde el cuerpo por conducción, convección y radiación es aproximadamente
proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el medio externo.
Convección: La convección es una de las tres formas de transferencia de calor. Se caracteriza
porque se produce por mediode un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con
diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales, la
evaporación del agua o fluidos. La convección en sí, es el transporte de calor por medio del
movimiento del fluido. Por ejemplo, al trasegarlo mediante bombas o al calentar agua en una
cacerola: el agua en contacto con la base de la cacerola asciende, mientras que el agua de la
superficie, desciende, ocupando el lugar que dejó la caliente. Que esta dada por la formula:
Ts = Que es la temperatura superficial; Tᴔ = Temperatura ambiental; h = Coeficiente de
transferencia de calor; q” = densidad de flujo de calor.
𝑞” = ℎ( 𝑇𝑠 − 𝑇∞)

3. Radiación: La radiación a la transmisión de calor entre dos cuerpos los cuales, en un instante
dado,tienentemperaturasdistintas,sinque entre ellosexistacontactoni conexiónporotrosólido
conductor. Es una forma de emisión de ondas electromagnéticas (asociaciones de campos
eléctricosymagnéticosque se propaganala velocidadde laluz) que emanatodo cuerpo que esté
a mayor temperatura que el cero absoluto. El ejemplo perfecto de este fenómeno es el planeta
Tierra. Los rayos solares atraviesan la atmósfera sin calentarla y se transforman en calor en el
momento en que entran en contacto con la tierra. La formula de la Ley de Steffan-Boltzman es:
T1 = Temperatura uno; T2 = Temperatura 2; Ɛ = Emisividad del material; σ = Constante de
Boltzmann;
q” = Flujo de densidad de calor.
𝑞” = Ɛ𝜎( 𝑇1
4
− 𝑇2
4)
El coeficiente de película: coeficiente de convección, representado habitualmente como h,
cuantificalainfluenciade laspropiedadesdel fluido,de lasuperficie ydel flujocuando se produce
transferencia de calor por convección.
Caja de cartón: en algunos productos se utiliza el cartón como medio aislante para reducir la
transferencia de calor hasta que llegue a ser despreciable.
Placa de cobre: utilice laplacade cobre por sus propiedades intensivas ya que este pierde calor
al ambiente muy rápido y puede ganar calor rápidamente, la utilizamos como receptor.
Plancha: El cual conectado a una corriente eléctrica y por medio de una resistencia puede
transferir calor a sus alrededores y recubierta con una capa de aluminio, la utilizamos como
emisor.
Termómetro de pistola: Untermómetrode infrarrojos, pirómetro de infrarrojos o termómetro
sin contacto (término que ilustra su capacidad para medir la temperatura a distancia), es un
medidor de temperatura de una porción de superficie de un objeto a partir de la emisión de luz
del tipo cuerpo negro que produce. A este tipo de termómetro a veces se le denomina

4. erróneamente termómetro láser, ya que suele utilizar la asistencia de un láser, aunque es
simplementepara apuntar mejor hacia el lugar de medición (como en ciertas miras de rifles), no
para hacer la medida.
Termómetro de mercurio: Un termómetro de mercurio es un tipo de termómetro que
generalmente se utiliza para medir las temperaturas del material seleccionado., el cual fue
utilizado para medir la temperatura del aire dentro de la caja.
MATERIAL:
 caja de cartón
 placa de cobre
 plancha
 termómetro
PROCEDIMIENTO:
-Tomamosunacaja de cartón (untamaño moderado) hacemosunrecorte conmedidasexactas
para nuestra placa de cobre y laajustamosa la caja
-Seguidocolocamos unapanchaadentrode la caja de cartón y dejamos calentarpor5 minutos
-despuésdel tiempodeterminadotomarlastemperaturas
CALCULOS Y RESULTADOS
ANALISIS:
Tratamos de sacar Q (flujode densidadde calor) porel modode conducciónperonosdaba un
valorde h muyaltopor l tantooptamospor usar el métodode radiaciónde Steffan-BoltzmannY

5. nos diounvalor de h más factible.
OBSERVACIONES:
Tuvimosque tapar todoslos orificios de la caja para no tener tanta diferencia de temperatura en
los resultados.
CONCLUSIONES:
Tratamos de sacar Q (flujo de densidad de calor) por el modo de conducción pero nos daba un
valor de h muy alto por l tanto optamos por usar el método de radiación de Steffan-Boltzmann Y
nos dio un valor de h más factible.
Referencias
https://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro_de_infrarrojos
https://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro_de_mercurio
http://www.cecatherm.com/calefaccion-radiante/radiacion-conveccion-conduccion
R. B. Bird, Fenómenos de transporte.
José Ángel Manrique Valadez, Transferencia de calor.