Reporte de Laboratorio 10: Perfil de Temperaturas

1. Ingeniería Química
Laboratorio Integral I
Profesor: Norman Edilberto Pasos
Alumnos:
Álvarez Carrillo Alejandra
Fabela Quevedo José Ernesto
Galaviz Romero Fernando
Gaytán Cabrera Israel
Lopez Mora Aguarena Marisol
Solís Aguilar Diana Laura
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de Mexicali
Práctica de laboratorio 10.-
Perfil de temperatura para el
flujo de calor a través de un
sólido.
Mexicali, Baja California a Mayo de 2017

2. Práctica 10.- Perfil de Temperatura para el flujo de calor a través de un sólido
Introducción…………………………………………………………………….…….3
Objetivo…………………………………………………………………………….…3
Marco Teórico………………………………………………………………………..3
Material…………………………………………………………………………….….4
Procedimiento……………………………………………………………………….…4
Resultados………………………………………………………………………………4
Conclusiones……………………………………………………………………………5
Referencias……………………………………………………………………………..5

3. Práctica 10.- Perfil de Temperatura para el flujo de calor a través de un sólido
Introducción
Los perfiles de temperatura dentro de un sólido suceden cuando existe una transferencia de calor ya sea
por convección, conducción y radiación. En el siguiente trabajo, se habla un poco acerca de los conceptos
básicos, como lo que es la temperatura y la ley de la conducción de calor de Fourier. Así como el
procedimiento y materiales que se necesitaron para realizar la práctica.
Objetivo
El objetivo de la práctica es obtener un perfil de para el flujo de calor a través de un sólido.
Marco Teórico
La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de los átomos y moléculas individuales
de una sustancia. Cuando se agrega calor a una sustancia, sus átomos se mueven más rápido y su
temperatura se eleva.
Cuando dos cuerpos que tienen diferentes temperaturas se ponen en contacto entre sí, se produce una
transferencia de calor desde el cuerpo de mayor temperatura. La transferencia de calor se puede realizar
por tres mecanismos físicos: conducción, convección y radiación.
La conducción es el mecanismo de transferencia de calor en escala atómica a través de la materia por
actividad molecular, por el choque de unas moléculas con otras, donde las partículas más energéticas le
entregan energía a las menos energéticas, produciéndose un flujo de calor desde las temperaturas más
altas a las más bajas. Los mejores conductores de calor son los metales. El aire es un mal conductor del
calor. Los objetos malos conductores como el aire o plásticos se llaman aislantes.
La conducción de calor sólo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor.
Para un volumen de espesor ∆x, con área de sección transversal A y cuyas caras opuestas se encuentran
a diferentes T1 y T2, con T2 > T1, se encuentra que el calor ∆Q transferido en un tiempo ∆t fluye del
extremo caliente al frío. Si se llama H (en Watts) al calor transferido por unidad de tiempo, la rapidez de
transferencia de calor H = ∆Q/∆t, está dada por la ley de la conducción de calor de Fourier.
Donde k (en W/mK) se llama conductividad térmica del material, magnitud que representa la capacidad
con la cual la sustancia conduce calor y produce la consiguiente variación de temperatura; y dT/dx es el
gradiente de temperatura. El signo menos indica que la conducción de calor es en la dirección decreciente
de la temperatura. Los altos valores de conductividad de los metales indican que son los mejores
conductores del calor.

4. Material
 2 Soportes Universales
 2 Pinzas de tres dedos
 Guantes de Asbesto
 1 Mechero de Bunsen
 Papel aluminio
 Algodón
 Placa de Aluminio
 Cúter
 Regla
 Plumón
 Termopar
Procedimiento
1. Tomar la placa de aluminio y cubrirla primero con una capa de
algodón y después con otra capa de papel aluminio.
2. Con ayuda de la regla y con el plumón se deben hacer 6 marcas cada
2 cm. Después de haber hecho las marcas con ayuda del cúter se den
hacer pequeños orificios lo suficientemente grandes para que el
Termopar pueda entrar con facilidad.
3. Se deben montar los soportes universales de manera en la que cada
pinza este sosteniendo un lado de la placa recubierta.
4. Colocar el mechero por debajo de la placa y al encenderlo cuidar que la
flama no se vea afectada por corrientes de aire.
5. Al cabo de unos minutos, ya que se esté seguro de que la temperatura dentro de la placa llego a
un equilibrio, se toman las mediciones con ayuda del Termopar en cada marca de la placa.
Resultados
Altura
(m)
Temperatura
(K)
0.02 363.15
0.04 354.75
0.06 351.05
0.08 348.65
0.1 345.45
0.12 341.25
320
325
330
335
340
345
350
355
360
365
370
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14
Temperatura(K)
Altura (m)
Perfil de Temperatura de una Placa de
Aluminio

5. Conclusiones
Esta práctica fue bastante interesante de realizar como equipo, debido a que en semestres anteriores se
ha hablado de cómo se dan los gradientes de temperatura dentro de una pared y como según la teoría a
través del espesor se tiene diferentes temperaturas. En nuestro caso estábamos trabajando con una placa
de aluminio, y el calor no fluía por el espesor como en el caso de la pared plana sino a través del largo y
se comprobó que la temperatura conforme el largo de la placa disminuía conforme se alejaba de la zona
en la que estaba en contacto con el mechero.
Referencias
http://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.pdf