Este documento presenta información sobre la conducción térmica. Explica que la conducción es la transferencia de energía entre partículas adyacentes debido a las interacciones. También define la conductividad térmica y discute cómo varía entre diferentes materiales como metales, cerámicas y vidrios. Finalmente, presenta ejemplos numéricos para calcular la tasa de transferencia de calor a través de diferentes materiales usando la ley de Fourier.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN-CONDUCCIÓN LINEAL EN MULTIPLES CAPASEdisson Paguatian
El estudiante a través de esta presentación puede resolver problemas de conducción lineal en estado estacionario en diferentes configuraciones geométricas: cilindros, esferas y paredes en serie y paralelo
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN-CONDUCCIÓN LINEAL EN MULTIPLES CAPASEdisson Paguatian
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Experimento realizado en los laboratorios del Instituto Tecnológico de Mexicali para comprobar la Ley de Fourier con respecto a la conducción de calor determinando el coeficiente de conductividad de tres metales diferentes, dibujando los perfiles de temperatura, y comparando sus propiedades conductivas.
La transferencia de calor por conducción es la transferencia de energía de la partículas más energéticas de una sustancia hacia las adyacentes menos energéticas, como resultado de interacción entre esas partículas. La conducción puede tener lugar en los sólidos, líquidos y gases, siendo más eficiente en los sólidos ya que su estructura ordenada propicia que la velocidad de flujo de calor sea mejor, en los gases y líquidos la conducción se debe a las colisiones y difusión de las moléculas durante su movimiento aleatorio.
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1. Instituto Tecnológico de
Comitán
CARRERA:
Ingeniería Industrial
ESPECIALIDAD:
Logística y Manufactura
NOMBRE DEL PROYECTO:
Conducción en Termodinámica
NOMBRE DEL ALUMNO:
Flores Pérez Maricruz 10700468
Martínez Gómez Concepción Guadalupe 10700500
Morales Aguilar Eddy Ismael 10700505
Morales Caballero Leonardo Daniel 10700507
Ramírez Jiménez Arael 10700517
Santos Hernández Daniel 10700545
ASESOR:
Ing. Juan Carlos Espinoza Aguilar
2. INTRODUCCIÓN
• La
conducción es la transferencia de energía de las partículas más
energéticas de una sustancia hacia las adyacentes menos energéticas, como
resultado de sus interacciones. La conducción puede ocurrir en sólidos y
líquidos principalmente.
• La conductividad térmica es una propiedad de transporte, pues indica el
transporte de energía en un sólido o en un fluido. En el sólido este
transporte de energía se debe a electrones libres y en los fluidos el
transporte ocurre por movimiento molecular.
5. CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
La conductividad térmica de los metales puros se debe sobre todo al
componente electrónico, mientras que la de los no metales se debe
más que nada al componente de la red cristalina.
El componente de la red cristalina de la conductividad térmica
depende en gran medida de la forma en que están dispuestas las
moléculas; por ejemplo, la de un sólido cristalino altamente
ordenado como el diamante es mucho mayor que las de metales
puros (tabla 2-3).
7. Conductividad térmica en metales
En metales de alta
pureza, el mecanismo de
transporte de calor se
realiza
fundamentalmente por
los electrones.
Los valores de la
conductividad son los
más altos ya que los
electrones no son tan
fácilmente dispersados y
además existe un gran
número de electrones
libres que participan en
la conducción térmica.
8. Conductividad térmica en cerámicos y vidrios
• Los materiales no metálicos se consideran aislantes térmicos por cuanto no contienen
electrones libres, los únicos responsables de la conducción térmica son los fotones.
• El valor de la conductividad térmica está determinado por las imperfecciones de la red o el
desorden estructural. Esto hace que la dispersión entre fotones aumente y por tanto disminuya
la conductividad térmica.
9.
10. ENTROPÍA
En termodinámica, la entropía (simbolizada
como S) es una magnitud física que, mediante
cálculo, permite determinar la parte de
la energía que no puede utilizarse para
producir trabajo
11. La segunda ley de la
termodinámica afirma que la
energía tiene calidad así como
cantidad, y los procesos reales
ocurren hacia donde disminuye
la calidad de la energía.
13. •
Las superficies interna y externa de un muro de ladrillo, de 5 m X 6 m, con
30 cm de espesor y conductividad térmica 0.69 W/m · °C, se mantienen a
las temperaturas de 20 °C y 5 °C, respectivamente. Calcule la tasa de
transferencia de calor a través de la pared, en W.
14. •
Los vidrios interno y externo de una ventana de doble vidrio de 2 m X 2 m
están a 18 °C y 6 °C, respectivamente. Si el espacio de 1 cm entre los dos
vidrios está lleno de aire inmóvil, determine la tasa de transferencia de
calor a través de la capa de aire por conducción en W.
15. • Dos superficies de una placa de 2 cm de espesor se mantienen a 0 °C y 100
°C, respectivamente. Se determina que la conductividad térmica de la placa
es de 500 W.m/°C. Calcule la transferencia de calor.
16. • Una pared de ladrillo de 0,1 metros de espesor y kA = 0,7 W.m/°K, está
expuesta a un viento frío de 270°K. El lado opuesto de la pared está en
contacto con el aire en calma a 330°K. Calcular el calor transmitido.
17. • Dos superficies de una placa de 2 cm de espesor presenta calor transmitido
de 3, 000,000 W. Se determina que la conductividad térmica de la placa es
de 500 W.m/°C. Calcule el incremento de temperatura para lograr dicha
conductividad.
18. FUENTES
• Segunda Ley De La Termodinámica:
http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_principio_de_la_termodin%C3%A1m
• Termodinámica Séptima edición (2012). Yunes A. Cengel, Michael A. Bones.
Editorial McGraw Hill.
• http://www.unav.es/adi/UserFiles/File/80962021/Problemas0910.pdf
