MECANISMOS DE TRANSFERENECIA DE CALOR

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

La ciencia que trata de la determinación de las velocidades de esas transferencias de energía es la transferencia de calor. Las transferencia de energía como calor siempre se produce del medio que tiene la temperatura más elevada hacia el de temperatura más baja, y la transferencia de calor se detiene cuando los dos medios alcanzan la misma temperatura.

El calor se puede transferir en tres modos diferentes: Conducción, convección y radiación. Todos los modos de transferencia de calor requieren la existencia de una diferencia de temperatura.

ConducciónLa conducción es la transferencia de

energía de las partículas más energéticas de una sustancia hacia las adyacentes menos energéticas, como resultado de interacciones entre esas partículas. La conducción puede tener lugar en sólidos, líquidos o gases.

En los gases y líquidos la conducción se debe a las colisiones de las moléculas durante su movimiento aleatorio.

ConducciónLa velocidad de conducción de calor a través de

un medio depende de la configuración geométrica de éste, su espesor y el material de que esté hecho, así como la diferencia de temperatura a través de él.

La velocidad de conducción de calor a través de una capa plana es proporcional a la diferencia de temperatura a través de ésta y al área de transferencia de calor, pero es inversamente proporcional al espesor de esa capa.

ConducciónK es la conductividad

térmica de l material, que es una medida de la capacidad de un material para conducir calor. La ecuación se llama la ecuación de Fourier de la conducción de calor.

Conducción El calor es

conducido en la dirección de la temperatura decreciente

El área A de transferencia de calor ( o perpendicular) a la dirección de esa transferencia.

ConducciónEjercicio.El techo de una casa

eléctricamente tiene 6 m de largo, 8 m de ancho y 0.25 m de espesor y está hecha de una capa plana de concreto cuya conductividad térmica k=0.8W/m .°C. Las temperaturas de las superficie interior y exterior se miden como de 15°C y 4°C, respectivamente, durante un periodo de 10 horas. Determine a)la velocidad de la pérdida de calor a través del techo esa noche y b) el costo de esa pérdida de calor para el propietario de la casa, si el costo de la electricidad es de 0.08 dólar/kWh

ConducciónCONDUCTIVIDAD TERMICA

La conductividad térmica de un material se puede definir como la velocidad de transferencia de calor a través de un espesor unitario del material por unidad de área por unidad de diferencia de temperatura.

La conductividad térmica de un material es una medida de capacidad del material para conducir calor.

Los materiales como el caucho, la madera y la espuma de estiren son malos conductores de calor t tienen valores bajos de conductividad térmica.

ConducciónEl mecanismo de

conducción del calor en un líquido se complica por el hecho de que las moléculas están más cercanas entre sí y ejercen un campo de fuerzas intermoleculares más intenso. Las conductividades térmicas de los líquidos suelen encontrarse entre las de los sólidos y las e los gases.

ConducciónA diferencia de los

metales, los cuales son buenos conductores de la electricidad y el calor, los sólidos cristalinos, como el diamante y los semiconductores como el silicio, son bueno conductores del calor pero malos conductores eléctrico. Como resultado, esos materiales encuentran un uso muy amplio en la industria electrónica.

Conductividad térmica