Este documento presenta los detalles de un experimento realizado por estudiantes de ingeniería química ambiental en el Instituto Tecnológico de Mexicali para determinar el coeficiente de conductividad térmica K de una barra de bronce y obtener un perfil de temperatura a lo largo de la barra. El experimento involucró calentar la barra con una secadora y medir las temperaturas en diferentes puntos para calcular K y graficar el perfil de temperatura. Los resultados obtenidos estuvieron dentro del rango reportado para el bronce.

1. Instituto Tecnológico de Mexicali
Ingeniería Química Ambiental
Laboratorio Integral 1
Practica 1:
Obtención del Coeficiente de conductividad Térmica K
Practica 2:
Determinación de un perfil de temperatura
Integrantes:
Carrillo Santoyo Juan Alejandro
Cruz Moreno Luis Jesús
Hernández Villasana Dina
Pati;o Aguirre Cruz Alberto
Maestro:
Norman Rivera pazos
Mexicali, Baja California 4-Abril-2014

2. Marco Teórico
Coeficiente K
unidades Kcal/m*h (w/mC)
Es la cantidad de calor que pasa en la unidad de tiempo a través de
la unidad de área de una muestra de extensión infinita y caras
plano-paralelas y de espesor unidad, cuando se establece una
diferencia de temperatura entre sus caras de un grado.
La conductividad térmica es una propiedad característica de cada
material, su valor puede depender de la temperatura y de una
serie de factores tales como la densidad, porosidad, contenido de
humedad, diámetro de fibra,tamaño de los poros y tipo de gas que
encierre el material.
Cando el material aislante no es isótropo se necesita indicar la
dirección de propagación del flujo calorífico; por ejemplo, para una
muestra de madera hay que indicar si se refiere a la dirección
normal a la fibra o paralela a ella.
Cuando el material estáconstituido por una sustancia porosa o
similar, con poros y espacios libres relativamente pequeños y
distribuidos en la masa del material de un modo prácticamente
uniforme (sustancias macroscópicamente homogéneas), la
definición dada anteriormente permanece validad, pero L toma el
significado de un coeficiente de conductividad de una sustancia
ficticia para la mismas temperaturas de la sustancia en examen.

3. Bronce
Bronce es toda aleación metálica de cobre y estaño en la que el
primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción
del 3% al 20%.
El bronce fue la primera aleación de importancia obtenida por el
hombre y da su nombre al período prehistórico conocido
como edad de bronce. Durante milenios fue la aleación básica para
la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas
lo han utilizado en joyería, medallas y escultura.
Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un
protagonismo relevante en el comercio y la economía mundial.
Exceptuando al acero, las aleaciones de bronce son superiores a las
de hierro en casi todas las aplicaciones. Por su elevado calor
específico, el mayor de todos los sólidos, se emplea en aplicaciones
de transferencia del calor.
Datos para una aleación promedio 89 % cobre y 11 % estaño:
*Densidad: 8,90 g / cm³.
*Punto de fusión: 830 a 1020 °C
*Coeficiente de temperatura: 0,0006 K-1
*Resistividad eléctrica: 14 a 16 µohm/cm
*Coeficiente de expansión térmica: entre 20 y 100 °C ---> 17,00 x
10-6 K-1
*Conductividad térmica a 23 °C: 42 a 50 Wm-1

4. Introducción:
En esta práctica se realizara un experimento en el cual se utilizará
un material conductivo, en este caso una barra de bronce a la cual
se someterá a un flujo de calor por un cierto tiempo para poder
calcular su coeficiente de conductividad térmica. De forma parecida
se tomara mediciones de la misma barra, en diferentes puntos de la
misma para poder tener un perfil de temperatura y graficar la
temperatura respecto ala longitud.
Objetivo:
-Se desea Obtener el coeficiente de conductividad térmica (K) de un
tipo de material, en este caso una barra de bronce y los cálculos
obtenidos comprar con los reales.
-Se desea obtener las mediciones de temperatura a diferentes
longitudes de un material que se está conduciendo calor de la parte
más cercana a lamás lejana.
Material:
Soporte Universal
Agua
2 Pinzas de mariposas
1 vaso precipitado
barra de bronce
Termómetro
Termómetro infrarrojo Tipo pistola
Secadora
Cronómetro

5. Procedimiento:
1.-Se armara el Material para trabajar, colocar la secadora abajo
con una pinza de mariposa, y otra pinza de mariposa arriba de la
secadora.
2.-Agregar agua al vaso precipitado y lo colocarlo en la pinza de
mariposa que está arriba de la secadora.
3.- Mediremos la temperatura con el termómetro antes de prender
la secadora.
4.-Prendemos la secadora, tomamos tiempo, le daremos 5 minutos
a que se caliente el agua, de ahí mediremos la temperatura de
agua.
5.-ahora colocar el material a la misma medida que esta el vaso
precipitado y haremos lo mismo, pero ahora se tomaran las
temperaturas la de abajo y la de arriba, cuando le demos 5 minutos
a la secadora prendida.
6.- Después de hacer eso, seleccionar diferentes puntos en el
material que vas a medirle la temperatura.
7.- Después de haber medido y seleccionado los diferentes puntos,
prenderemos la secadora y esperar a que llegue a la temperatura
constante para poder medir a cada punto que seleccionaste, la
temperatura con el termómetro infrarrojo tipo de pistola.

6. Cálculos y Resultados:
Entonces utilizando estos datos para poder calcular k de la barra de
bronce.

7. Se dividió entre el tiempo que se dejó calentar la barra de bronce.
El resultado se comparó con el rango real para una barra de bronce
que va de 116 a 186 w/m*k

8. Imágenes:

12. Conclusión:
Se pudo realizar la práctica de buena manera, ya que, al realizar los
cálculos y las mediciones requeridas en la práctica, los resultados
obtenidos quedan dentro del rango de valores encontrados en
tablas para este material. De igual manera la gráfica del perfil de
temperatura fue parecida a las reales.
Referencia:
http://www.ehu.es/mmtde/materiala/aislamtoedificios/PDF/Docu
mentos/2CONCEPT.pdf
materialesfull.wikispaces.com/file/view/DIAPOSITIVAS+BRONCE.pp