Presentación en PowerPoint sobre la Transferencia De Calor por el método de Conducción - Conveccion.

1. Transferencia de calor
( Conducción – convección )
Profesor:
Millard Laguado
Estudiante:
Breymer Maza

2. El calor se define como la energía cinética total de
todos los átomos o moléculas de una sustancia.
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 o moléculas se
mueven más rápido y su temperatura se eleva, o
viceversa.
¿Que es la temperatura?
¿Que es el calor?

3. La termodinámica es la ciencia que estudia la relación entre el calor y otras formas de energía. El calor
es energía en tránsito.
La termodinámica, se ocupa de los estados de equilibrio
y en función de sus diferencias determina la cantidad de
energía transferida de un estado al otro, pero sin
considerar el mecanismo de flujo de calor ni la velocidad
a la que se ha realizado la transferencia.
Nicolás Leonard Sari Carnot
“ padre de la termodinámica "

4. La transferencia de calor es un proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre
distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura.
La transferencia de calor se produce siempre que existe un gradiente térmico o cuando dos sistemas
con diferentes temperaturas se ponen en contacto
El calor es la energía transferida de un sistema a otro
debido en general a una diferencia de temperatura entre
ellos.

5. Comemos
alimentos
Para mantener nuestras funciones
biológicas
Quemamos
combustibles
Para producir energía eléctrica
Para calentar nuestras casas
Para generar potencia en aviones,
trenes, automóviles.
Usamos cubos
de hielo
Para enfriar bebidas y alimentos
Usamos calor Para convertir masa cruda en
pan horneado

6. La cantidad de energía térmica que se transfiere se calcula y se expresa en calorías. En el Sistema
Internacional de Unidades, la unidad de energía se conoce como joule. Una caloría resulta
equivalente a 4,184 joules.
Actualmente se utilizan tres escalas para medir la
temperatura:
• Celsius
• Fahrenheit
• Kelvin

7. El calor especifico, es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que
suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar
su temperatura en una unidad. En general, el valor del calor específico depende del valor de la
temperatura inicial.
La expresión que relaciona la cantidad de calor que
intercambia una masa m de una cierta sustancia con la
variación de temperatura Δt que experimenta es:
donde c es el calor específico de la sustancia.

8. Un sistema termodinámico puede ser una célula, una persona, el vapor de una máquina de vapor,
la mezcla de gasolina y aire en un motor térmico, la atmósfera terrestre, etc.
Los sistemas termodinámicos pueden ser aislados,
cerrados o abiertos.
 Sistema aislado
 Sistema cerrado
 Sistema abierto
Se le llama medio externo o ambiente a todo aquello que
no está en el sistema pero que puede influir en él.
Consideremos un sistema formado
por la taza y el café, entonces el
medio está formado por el plato, la
mesa, el aire.

9. En la siguiente figura se han representado los distintos tipos de sistemas termodinámicos.
A una característica de un sistema se le
llama propiedad.
 la masa
 el volumen
 la densidad
 la presión
 la temperatura
Las propiedades de un sistema se
diferencian en dos grupos:
1) Propiedades Intensivas
2) Propiedades extensivas

10. Un estado termodinámico es un conjunto de los valores que toman las propiedades de un sistema
termodinámico que deben ser especificadas para reproducir el sistema.
Cuando un sistema se encuentra en equilibrio, las variables termodinámicas están relacionadas
mediante una ecuación denominada ecuación de estado.
La ecuación de estado más sencilla es aquella que describe
el comportamiento de un gas cuando éste se encuentra a una
presión baja y a una temperatura alta.
 no hay interacciones entre las moléculas del gas,
 el volumen de las moléculas es nulo.

11. El equilibrio térmico es aquel estado en el cual se igualan las
temperaturas de dos cuerpos, las cuales, en sus condiciones
iniciales presentaban diferentes temperaturas. una vez que las
temperaturas se equiparan se suspende el flujo de calor,
llegando ambos cuerpos al mencionado equilibrio térmico
Cuando se produce un cambio de fase, la sustancia debe absorber
o ceder una cierta cantidad de calor para que tenga lugar.

12. Se acepta de manera general que el calor se transmite de tres modos diferentes, que se designan
como conducción, convección y radiación.
Convección térmica Conducción térmica Radiación térmica

13. La conducción térmica es el mecanismo de
transferencia de calor en escala atómica a través
de la materia por actividad molecular.
En los sólidos, la única forma de transferencia de
calor es la conducción

14. La conducción en los sólidos goza pues de un soporte material, que son las moléculas del propio
cuerpo, las cuales vibran en posiciones fijas sin desplazarse, por lo tanto la transferencia de energía
por conducción, macroscópicamente no involucra transporte de materia.
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.
Ley de Fourier de forma vectorial e integral

15. La conducción de calor sólo ocurre si hay
diferencias de temperatura entre dos partes del
medio conductor.
La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de
conducción de calor.
La magnitud inversa de la conductividad
térmica es la resistividad térmica, que
es la capacidad de los materiales para
oponerse al paso del calor.

16. Aislamiento térmico es el conjunto de materiales y técnicas de instalación que se aplican a un
elemento o a un espacio calientes para minimizar la transmisión de calor hacia otros elementos o
espacios no convenientes.
Transferencia de calor en un hogar
Transferencia de calor en un hogar con
aislamiento térmico

17. La convección térmica es el mecanismo de transferencia de calor por movimiento de masa o
circulación dentro de la sustancia.
Sólo se produce en líquidos y gases donde los
átomos y moléculas son libres de moverse en
el medio.
En la naturaleza, la mayor parte del calor
ganado por la atmósfera por conducción y
radiación cerca de la superficie, es
transportado a otras capas o niveles de la
atmósfera por convección.

18. Un modelo de transferencia de calor H por convección, llamado ley de enfriamiento de Newton, es
el siguiente: H = h A (TA – T)
donde h se llama coeficiente de
convección, en W/(m2 K), A es la
superficie que entrega calor con
una temperatura TA al fluido
adyacente, que se encuentra a una
temperatura T
El flujo de calor por convección es positivo (H > 0) si el
calor se transfiere desde la superficie de área A al fluido
(TA > T) y negativo si el calor se transfiere desde el fluido
hacia la superficie (TA < T).
Valores típicos de coeficiente de convección

19. La ley del enfriamiento de Newton o enfriamiento
newtoniano establece que la tasa de pérdida de
calor de un cuerpo es proporcional a la
diferencia de temperatura entre el cuerpo y sus
alrededores.
En todo caso la expresión superior es útil
para mostrar como el enfriamiento de un
cuerpo sigue aproximadamente una ley de
decaimiento exponencial:
La velocidad de enfriamiento de un cuerpo
cálido en un ambiente más frío Tm, cuya
temperatura es T, es proporcional a la
diferencia entre la temperatura instantánea
del cuerpo y la del ambiente:

20. FIN DE LA
PRESENTACION