8/18/2019 lab1 transferencia de calor

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Introducción

La conductividad térmica es una propiedad física que describe la capacidad de unmaterial de transferir calor por conducción, esto es, por contacto directo y sinintercambio de materia. Es una magnitud intensiva (no depende de la cantidad de

materia) y la propiedad inversa es la resistividad térmica. La energía térmicasiempre fluye de forma espontnea de mayor a menor concentración, esto es, decaliente a frío. Esto implica que la transmisión de calor por conducción se da de uncuerpo a otro que est a menor temperatura o entre !onas de un mismo materialpero con temperatura diferente.

"undo las moléculas de una parte del ob#eto se calientan, pueden moverse yc$ocar entre sí transfiriendo la energía térmica a otras moléculas del ob#eto. En elcaso de los sólidos, cundo se calientan sus partículas vibran ms rpido$aciendo que las partículas adyacentes vibren también ms rpido al transferir elcalor. La partícula que transfiere la energía se enfría y su movimiento se $ace mslento, y la partícula que absorbe la energía se calienta y se mueve o vibra msrpido. Esto contin%a $asta que el ob#eto alcan!a el equilibrio térmico.

La conductividad térmica e&presa la capacidad de un material dado en conducir elcalor, y es propia e in$erente de cada material. 'ara obtener el valor de laconductividad térmica lo %nico que nos falta es $allar una e&presión que nospermita determinar el calor transferido el cul ser calculado en esta e&periencia.

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. "alcule la media aritmética de las pendientes obtenidas por regresión lineal enel paso anterior para las tres secciones de la barra.

Para 30W:egmento *

  y + -./0& 1 2/.34

y + -./0(4) 1 2/.34 + 2/.34

y + -./0(4.45) 1 2/.34 + 22.5

y + -./0(4.4-) 1 2/.34 + 23.6-0

y + -./0(4.43) 1 2/.34 + 24.23/

´ X =69.308+66.418+63.527+60.639

4=64.97

egmento 7

y + 5-4.06& 1 24.4/2

y + 5-4.06(4.43) 1 24.4/2 + 6./4

y + 5-4.06(4.463) 1 24.4/2 + 63.2/2

y + 5-4.06(4.423) 1 24.4/2 + 6-./

´ X =54.904+53.696+52.489

3=53.7

egmento "

y + 5-.63& 1 60.-25

y + 5-.63& 1 60.-25 + 2.5

y + 5-.63& 1 60.-25 + .05/

y + 5-.63& 1 60.-25 + 3.-/3

y + 5-.63& 1 60.-25 + 5.2

y + 5-.63& 1 60.-25 + 4.-

y + 5-.63& 1 60.-25 + 3/.450

8

4

4.45

4.4-

4.43

&

4.4

3

4.46

3

4.42

3

8

4.40

4.4

4.4/

4.54

4.55

4.5-

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3/4

´ X =46.144+44.719+43.293+41.868+40.442+39.017

6=42.581

6. 9etermine la conductividad térmica del material por medio de la Ley de :ourierde la conducción de calor.

Para 30W:

egmento *;

Q́=−kA dt 

dx=(−52.03   W m°C  )(π ∙0.0252 )m2 (−288.97 )° C /m=29.52W 

egmento 7;

Q́=−kA dt 

dx=(−52.03   W m°C  )(π ∙0.0252 )m2 (−120.75 ) °C /m=12.34W 

egmento ";

Q́=−kA dt 

dx=(−52.03   W m°C )(π ∙0.0252 )m2 (−142.53 ) °C /m=14.56W 

Q́ AC =29.52+12.34+14.563

=18.81W 

"onductividad de calor;

k =  Q́

 A dt 

dx

=  18.81W 

(π ∙0.0252m2)(242.38° C /m)=39.54W  /m°C 

emperatura69.96

65.76

62.888

61.285

54.665

54.173

52.25

42.562

38.209

37.133

78.69829.204

29.675

romedio =

52.03

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"onclusión• Se pudo observar como diferentes tipos de materiales afectan la

transferencia de calor en un cuerpo, y que al haber un cambio en elsistema se modican todos los valores de la variación detemperatura en el sistema a lo largo del eje donde se da latransferencia de calor.