TRANSFERENCIA DE CALOR

INTRODUCCION
El objetivo de este tema es profundizar el aprendizaje de física, el este capítulo que lo integran. De forma que el estudiante pueda comprender y utilizar la física como un herramienta valiosa en las diversas aplicaciones que la ciencia exigen.














TRANSFERENCIA DE CALOR

Cuando en un medio existe una diferencia de temperatura se produce una transferencia de calor desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura.
En la naturaleza la transferencia de calor se puede dar de la siguiente manera: por conducción, por convección y por radiación.
1.-TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCION:
Se produce generalmente a través de un medio sólido, es producido por efectos vibratorios moleculares (energía cinética), cuando las moléculas de mayor energía interna propagan esta energía a moléculas vecinas y así sucesivamente.






Donde:





Si el proceso se realiza en forma estacionaria es decir que solo depende de sus T° final e inicial, entonces se dice que el flujo es estacionario y constante.





Flujo calorífico estacionario por conducción a través de un material compuesto:



T1A1TXQ
T1
A1
TX
Q

= constante






FLUJO CALORÍFICO A TRAVÉS DE CILINDROS COAXIALES











1.-FLUJO CALORÍFICO A TRAVÉS DE ESFERAS CONCÉNTRICAS O AHUECADAS:











2.-TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN:
Se produce por desplazamiento de masas gaseosas o liquidas de mayor temperatura sobre medios de menor temperatura.
La relación que describe convenientemente esta transferencia esta dado:

Donde:






T1H2 OT2Q
T1


H2 O
T2
Q


3.-TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN:
No necesita un medio material para transferir calor de esta forma, se puede realizar en el vacío en forma de radiación electromagnética como por ejemplo la radiación del sol.
Experimentalmente se encuentra que:

Donde:





CALOR DE TRANSFORMACIÓN O CAMBIO DE TEMPERATURA (QL):
Es la capacidad de calor que se debe siniestrar o extraer a cierta cantidad de sustancias para cambiar la fase, cuando esta este lista para hacerlo.
QL=mL
Donde:
QL= calor latente
m: masa
L: calor específico latente
Por ejemplo, para que el agua cambie de sólido (hielo) a líquido, a 0ºC se necesitan 334·103 J/kg. Para que cambie de líquido a vapor a 100 °C se precisan 2260·103 J/kg.
 La siguiente tabla, se proporcionan los datos referentes a los cambios de estado de algunas sustancias.
Sustancia
T fusión ºC
Lf ·103 (J/kg)
T ebullición ºC
Lv ·103 (J/kg)
Hielo (agua)
0
334
100
2260
Alcohol etílico
-114
105
78.3
846
Acetona
-94.3
96
56.2
524
Benceno
5.5
127
80.2
396
Aluminio
658.7
322-394
2300
9220
Estaño
231.9
59
2270
3020
Hierro
1530
293
3050
6300
Cobre
1083
214
2360
5410
Mercurio
-38.9
11.73
356.7
285
Plomo
327.3
22.5
1750
880
Potasio
64
60.8
760
2080
Sodio
98
113
883
4220







FISICA III- TRANSFERENCIA DE CALOR Página 4