Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Mecanismos de Transferencia de Calor (Grupo B) unidad1 - Coggle Diagram
Mecanismos de Transferencia de Calor (Grupo B)
Leyes y unidades de medida de transferencia de calor
Leyes
en cuanto a
las leyes matemáticas que rigen la transferencia de calor, estas dependen del mecanismo que intervenga en el intercambio
cuando
el calor se conduce de un cuerpo a otro, la velocidad con la que se intercambia el calor es proporcional al diferencial de temperatura. Esta se conoce como la ley de Fourier de la conductividad térmica, que conlleva a la ley de enfriamiento de Newton.
Ley de Stefan-Boltzmann
establece
que un cuerpo negro emite radiación térmica con una potencia emisiva hemisférica total proporcional a la cuarta potencia de su temperatura.
1 more item...
Ley de Newton
establece
que la tasa de pérdida de calor de un cuerpo es proporcional a la diferencia de temperaturas entre el cuerpo y su entorno mientras está bajo los efectos de una brisa.
1 more item...
Ley de fourier
donde
Sea J la densidad de corriente de energía (energía por unidad de área y por unidad de
tiempo) que se establece en la barra debido a la diferencia de temperaturas entre dos puntos
de la misma La ley de Fourier afirma que hay una proporcionalidad entre el flujo de energía J
y el gradiente de temperatura.
1 more item...
Unidades de medida de transferencia de calor
según
El Sistema Internacional de Medidas, la conductividad de un cuerpo se expresa en julios (J), al igual que para el trabajo y la energía. Sin embargo, existen otras unidades de uso común para medir la transferencia de calor:
BTU (del inglés British Thermal Unit o unidad térmica británica). Se define como la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua, lo que equivale a 252 calorías.
esta
medida es empleada comúnmente en los países de habla anglosajona, principalmente el Reino Unido y Estados Unidos.
Kilocalorías (Kcal)
Una caloría se define como la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado Celsius la temperatura de un gramo de agua.
es
una medida empleada a menudo en nutrición para medir la energía química contenida en los alimentos. Una kilocaloría equivale a 1000 calorías.
Conceptos
Transferencia de Energía-Calor
se realiza
Desde el medio de temperatura más alta a la de temperatura más baja
se detiene
cuando los dos medios alcanzan la misma temperatura y por tanto un estado de equilibrio térmico.
se denomina
transferencia de calor, transferencia térmica o transmisión de calor
Calor vs Temperatura
Calor
es
la energía total del movimiento molecular en una sustancia y depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo
Temperatura
es
una medida de su energía molecular media y no depende del tamaño, del número o del tipo.
Termodinámica
es
la ciencia que se ocupa de la cantidad de transferencia de calor desde un estado de equilibrio inicial a otro, y no hace ninguna referencia o indicación a la duración del proceso
además
Un análisis termodinámico simplemente nos dice cuánto calor debe ser transferido para realizar un cambio de un estado de equilibrio específico a otro, para satisfacer el principio de conservación de la energía.
Tipos de Mecanismos de transferencia de Calor
Conducción
es
transferencia de calor mediante el contacto directo de las partículas de un material con las de otro, sin transferir materia entre los cuerpos.
ocurre
en todos los estados de agregación: sólido, líquido o gaseoso, aunque en estos dos últimos suele preferirse la convección.
además
La cantidad de calor que se transfiere mediante la conducción está determinada por la Ley de Fourier
ecuación
ejemplo
cuando, por accidente, tocamos la sartén caliente con la mano: el calor se transferirá a nuestra piel por contacto, causándonos una quemadura.
Convección
es
semejante a la conducción, excepto que ocurre en los casos en que un fluido recibe calor y se mueve para transmitirlo dentro de un espacio donde está contenido.
es decir
el transporte de calor por medio del movimiento de un fluido, sea gaseoso o líquido.
Además
se da en los términos planteados por la Ley del enfriamiento de Newton
ecuación
ejemplo
cuando calentamos agua en un recipiente. El calor transferido por conducción del recipiente al líquido calentará las porciones que estén en contacto directo con él, calentándose así uniformemente el agua.
Radiación
es
el único que puede darse en ausencia de contacto y, por ende, también de un medio físico, o sea, en el vacío.
se debe a
que su origen está en el movimiento térmico de las partículas cargadas de la materia, que desencadena la emisión de partículas electromagnéticas
Además
La cantidad de calor irradiada de esta manera puede determinarse por la Ley de Stefan-Boltzmann.
ecuación
ejemplo
el Sol. A pesar de hallarse a 149,6 millones de kilómetros de nuestro planeta, la temperatura del Sol es tan alta que irradia hacia el espacio enormes cantidades de luz y de calor.
Aplicaciones Industriales
son
prácticamente innumerables las aplicaciones industriales dada su tipología, entran a formar parte de cualquier proceso donde se requiera intercambio térmico.
Industria del aire acondicionado
cualquier proceso que implique enfriamiento o calentamiento de los gases.
Calefacción y energía solar
producción de agua caliente sanitaria, calentamiento de piscinas, producción de agua caliente mediante paneles solares.
Industria marina
enfriamiento de motores y lubricantes mediante el empleo del agua del mar.
Industria alimentaria
enfriamiento, termización y pasteurización de leche, zumos, bebidas carbonatadas, salsas, vinagres, vino, jarabe de azúcar, aceite.
Industria química y petroquímica
producción de combustibles, etanol, biodiésel, disolventes, pinturas, pasta de papel, aceites industriales, plantas de cogeneración.
Aislantes y Barreras de radiacion o barreras reflectivas
son
Son aquellos conjuntos que inhiben la transferencia de calor mediante radiación térmica.Los aislantes térmicos son materiales específicamente diseñados para reducir el flujo de calor limitando la conducción, convección o ambos. Las barreras de radiación, son materiales que reflejan la radiación, reduciendo así el flujo de calor de fuentes de radiación térmica.
la transferencia de calor
no puede impedirse, pero sí hacerse más lenta, a través de la utilización de ciertos y determinados materiales. Esto se debe a que todos los materiales transfieren de un modo u otro el calor, pero no al mismo ritmo ni con la misma facilidad.
aquellos
que lo transmiten rápida y eficazmente son llamados conductores térmicos. Por el contrario, aquellos que lo hacen lenta y trabajosamente, se denominan aislantes térmicos (conducción y convección) o barreras (radiación).
un claro ejemplo
de materiales aislantes son los que componen un termo, que permiten mantener un líquido caliente o frío durante mayor cantidad de tiempo, al hacer más lento su intercambio de calor con el medio ambiente.
