Prácticas 10 y 11 Ley de Fourier

1 INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI, Equipo Rojo, Ing. Química

APLICACIONES DE LA LEY DE FOURIER

PRÁCTICA #10

“Determinación de perfiles de temperatura de un cuerpo sólido (Ley de Fourier)”

OBJETIVO GENERAL:

Obtener experimentalmente los perfiles de temperatura de diferentes metales aplicando

una fuente de energía externa.

Objetivos Específicos:

Realizar mediciones de temperatura con respecto a la altura en diferentes sólidos.

Graficar los resultados obtenidos de perfil de temperatura.

Verificar que la curva tenga un comportamiento normal (aceptable).

Comparar las gráficas y determinar cuál de los materiales es mejor conductor de

calor.

MARCO TEÓRICO:

Conducción de Calor.

La transferencia de energía por conducción se realiza de dos maneras. El primer

mecanismo es el de la interacción molecular, en el cual el aumento del movimiento de

una partícula a un nivel de energía (temperatura), más alto imparte energía a las moléculas

adyacentes que se encuentran en niveles de energía más bajos. Este tipo de transferencia

está presente, en cierto grado, en todos los sistemas de los cuales exista un gradiente de

temperatura y en los que se encuentren presentes moléculas de sólido, líquido o gas.

El segundo mecanismo es el de transferencia de calor de conducción por medio

de electrones “libres”. El mecanismo de los electrones libres es importante,

principalmente en los sólidos puramente metálicos; la concentración de electrones libres

varía considerablemente en las aleaciones y baja mucho en los sólidos no metálicos.

La capacidad que tienen los sólidos de conducir el calor varía en proporción a la

concentración de electrones libres, por lo que no es extraño que los metales puros sean

los mejores conductores del calor, como sabemos por experiencia.

En los metales, la

conducción térmica resulta del

movimiento de electrones

libres; existe una estrecha

relación entre la conductividad

térmica y la conductividad

eléctrica. En los sólidos que son

malos conductores de la

electricidad, y en la mayor parte

de los líquidos, la conducción

térmica se debe a la

transferencia de la cantidad de

movimiento entre las moléculas

o átomos adyacentes que vibran.

En gases, la conducción se

produce por el movimiento al azar de las moléculas, de forma que el calor se “difunde”

desde regiones más calientes hacia otras más frías. El ejemplo más común de conducción

Figura 1 Conducción de calor.


pura es el flujo de calor en sólidos opacos, tales como la pared de ladrillo de un horno o

la pared metálica de un tubo intercambiador de calor. Con frecuencia, la conducción de

calor en líquidos o gases se ve influida por el flujo de los fluidos, y los procesos

conductivo y convectivo están enlazados bajo el término de convección o transferencia

de calor convectiva.

La conducción se comprende con mayor facilidad si se considera el flujo de calor

en sólidos homogéneos isotrópicos, ya que en ellos no hay convección y el efecto de la

radiación es despreciable, a menos que el sólido sea traslúcido a las ondas

electromagnéticas.

Ley de Fourier.

La relación básica de flujo de calor por conducción es la proporcionalidad existente entre

el flujo de calor y el gradiente de temperatura. Si existe un gradiente de temperatura en

una sustancia, el calor fluye sin que tenga lugar un movimiento observable de la materia.

De acuerdo con la Ley de Fourier, el flujo de calor es proporcional al gradiente de la

temperatura y de signo opuesto. Para el flujo de calor en una dimensión, la ley de Fourier

es: 𝑑𝑞

𝑑𝐴= −𝑘

𝑑𝑇

𝑑𝑥

Donde:

q = velocidad del flujo de calor en dirección normal a la superficie

A = área de la superficie

T = temperatura

x = distancia normal a la superficie

k = constante de proporcionalidad o conductividad térmica

Perfiles de Temperatura.

El perfilado de temperaturas es el proceso de monitorear e interpretar las temperaturas de

productos a medida que se mueven ya sea en una banda transportadora o en un proceso

de calentamiento por lotes (típicamente en un horno). Los datos numéricos recolectados

se convierten por medio de software de análisis de temperaturas en información

significativa que se muestra como una gráfica – el perfil térmico.

Esta información le dice qué temperaturas ha alcanzado su producto, por cuánto

tiempo y en qué punto del proceso. Los ingenieros de proceso saben cuál debe ser el perfil

ideal para su producto y variaciones de ese indican problemas potenciales o calidad

inaceptable. Analizando el perfil térmico, usted es capaz de verificar y mejorar la calidad

del producto, aumentar el rendimiento y resolver problemas de producción.

Los componentes necesarios para un sistema efectivo de perfilado de temperatura

incluyen: sensores de temperatura para recopilar la información de temperatura,

registradores de adquisición de datos para capturar los datos, barreras térmicas para

proteger el registrador de datos, y más importante, software para perfilado de temperatura

para el análisis y archivado de todos los perfiles de temperatura.

Beneficios del Perfilado de Temperatura:

- Calidad del producto mejorada.

- Incremento en la productividad.

- Minimización de costos de energía.

- Validación de control de procesos (QS/ISO9001).

- Nueva configuración de procesos eficiente y rápida.

- Rápido diagnóstico de fallas.


Figura 2 Ejemplo de un perfil de temperatura.

MATERIALES:

3 barras metálicas (hierro, aluminio y bronce).

Algodón.

Aluminio.

Parrilla eléctrica.

Termómetro infrarrojo.

Soporte universal.

2 Pinzas para soporte universal.

Tape.

Tijeras.

Cinta métrica.

PROCEDIMIENTO:

1. Pedir y limpiar adecuadamente el material a utilizar.

2. Aislar la barra metálica con algodón y aluminio para evitar las pérdidas de calor

en el sólido por convección al aire.

3. Determinar y realizar medición de diferentes alturas a las que se va a tomar la

temperatura (4 o 5).

4. Hacer pequeños orificios en el aislante a éstas alturas con el fin de poder tomar la

temperatura directamente en la barra metálica con el termómetro infrarrojo

(procurar que los orificios sean lo más chicos posibles para evitar pérdidas de

calor).

5. Con los soportes universales, colocar la barra metálica de forma vertical encima

de la parrilla eléctrica.

6. Encender la parrilla eléctrica y esperar un poco a que se caliente el sólido.

7. Tomar medición de la temperatura en los diferentes puntos y tomar datos de

temperatura con respecto a la altura.

8. Graficar los resultados obtenidos y observar el comportamiento de la curva

temperatura vs altura.

9. Realizar los pasos 2, 3, 4, 5, 6, 7, y 8 para los distintos materiales que se utilizarán.


10. Comparar los resultados obtenidos de los distintos metales.

11. Limpiar el área de trabajo.

Figura 3 Haciendo orificios en el aislante a diferentes alturas.

Figura 4 Barra con orificios para perfil de temperatura.


CÁLCULOS Y RESULTADOS:

Barra Metálica 1

Material: Aluminio

INTENTO 1.

Intento T (°C) h (cm)

1 83 5

2 49 10

3 36,6 15

4 34,4 20

5 34,2 25

ΔT 48,8

INTENTO 2.


1 85,2 5

2 58,8 10

3 41,2 15

4 39,2 20

5 38,6 25

ΔT 46,6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15 20 25 30

Perfil de Temperatura Aluminio

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25 30

Perfil de Temperatura Aluminio


Barra Metálica 2

Material: Bronce

INTENTO 1.


1 110 2

2 91 4

3 76,4 6

4 60 8

ΔT 50

INTENTO 2.


1 68,2 2

2 81,9 4

3 105,2 6

4 68,4 8

ΔT -0,2

50

60

70

80

90

100

110

120

0 2 4 6 8 10

Perfil de Temperatura Bronce

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10

Perfil de Temperatura Bronce


Barra Metálica 3

Material: Fierro

INTENTO 1.


1 65,6 5

2 50,6 10

3 40 15

4 35,8 20

5 38,6 25

ΔT 27

INTENTO 2.


1 64,2 5

2 50,2 10

3 37,2 15

4 35,8 20

5 35,2 25

ΔT 29

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30

Perfil de Temperatura Hierro

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 5 10 15 20 25 30

Perfil de Temperatura Hierro


ANÁLISIS: En un perfil de temperatura teóricamente se debe apreciar que a mayor altura con respecto

a la fuente de calor va disminuyendo la temperatura. En la práctica realizada se observó

dicho comportamiento usando tres diferentes metales. Con la barra de aluminio se

percibió claramente la disminución de temperaturas al igual que con el fierro, aunque al

realizarlo con el bronce se notaron algunas fallas, cuando se hizo la penúltima medición

existió un incremento de temperatura muy alto cuando tenía que disminuir, situación que

se puede deber a un factor humano.

Bibliográficamente se puede determinar que el mejor conductor de calor entre

estos tres metales es el aluminio, por tener un coeficiente de conductividad entre 209 y

232 W/mK, de ahí le sigue el bronce al tener un coeficiente de conductividad entre 116 y

186 W/mK y por último el hierro con un coeficiente de conductividad entre 72 y 80,2

W/mK. Esto también pudimos observarlo con la realización de la práctica, pues, como se

contempla en los resultados, las diferencias de temperatura en ambas caras de las barras

variaron notablemente dependiendo del metal, a pesar de todas haberse expuesto a la

fuente de calor durante el mismo tiempo (2 minutos). Es decir, el aluminio alcanzó una

diferencia de temperaturas entre ambas caras de 48,8 y 46,6 °C, en el caso del bronce no

podemos saber con exactitud por los errores de medición, en el caso del hierro se alcanzó

una diferencia de temperaturas entre 27 y 29 °C. Con estos resultados notamos que,

efectivamente, el hierro es el peor conductor entre los tres metales, y el aluminio es el

mejor.

OBSERVACIONES:

Pudimos haber tenido errores mínimos por el hecho de que el calor se perdería por

convección en los orificios pero se trataron de hacer lo más pequeños posibles pero al

mismo tiempo que tuvieran la medida exacta para que el termómetro infrarrojo midiera

la temperatura adecuadamente. De igual forma, pudo haber errores con el manejo del

termómetro infrarrojo ya que a veces al apuntar al mismo sitio arrojaba valores con gran

diferencia numérica, esto pudo depender del pulso de la persona, la diferencia de distancia

entre el objeto a medir y el termómetro infrarrojo, y obtener una buena puntería ya que

los orificios eran pequeños y era muy posible apuntar al algodón o aluminio (aislantes)

en lugar del metal.

FUENTES DE INFORMACIÓN:

Libros:

- McCabe, Warren. (2007). Operaciones Unitarias en Ingeniería Química.

Editorial McGraw-Hill. Séptima Edición. México. Pág. 311-317.

- Welty, James. (). Fundamentos de Transferencia de Momento, Calor y Masa.

Editorial Limusa. Primera Edición. Pág. 270-271.

Internet:

- DataPaq. (). ¿Qué es el Perfilado de Temperaturas Industriales? Consultado el

14 de abril de 2015 en: http://www.datapaq.com.mx/Datapaq/es-

r0/WhatIsProfiling/

http://www.datapaq.com.mx/Datapaq/es-r0/WhatIsProfiling/

http://www.datapaq.com.mx/Datapaq/es-r0/WhatIsProfiling/


PRÁCTICA #11

“Obtención del coeficiente de conductividad térmica (k)”

OBJETIVO GENERAL:

Estimar experimentalmente el valor del coeficiente de conductividad térmica de

diferentes metales a partir de la ley de Fourier.

Objetivos Específicos:

- Determinar, por medio de la ley de Fourier, el coeficiente de conductividad

térmica para diferentes sólidos.

- Analizar qué metales son mejores conductores.

- Comparar los resultados calculados experimentalmente con los obtenidos

teóricamente.

MARCO TEÓRICO:

Ley de Fourier.

La relación básica de flujo de calor por conducción es la proporcionalidad existente entre

el flujo de calor y el gradiente de temperatura. Si existe un gradiente de temperatura en

una sustancia, el calor fluye sin que tenga lugar un movimiento observable de la materia.

De acuerdo con la Ley de Fourier, el flujo de calor es proporcional al gradiente de la

temperatura y de signo opuesto. Para el flujo de calor en una dimensión, la ley de Fourier

es: 𝑑𝑞

𝑑𝐴= −𝑘

𝑑𝑇

𝑑𝑥

Donde:

q = velocidad del flujo de calor en dirección normal a la superficie

A = área de la superficie

T = temperatura

x = distancia normal a la superficie

k = constante de proporcionalidad o conductividad térmica

Coeficiente de conductividad térmica.

La constante de proporcionalidad k es una propiedad física de la sustancia que se

denomina como conductividad térmica. Al igual que la viscosidad newtoniana 𝜇, es una

de las propiedades de transporte del material. En la ecuación de la ley de Fourier, 𝑞 𝐴⁄ es

la velocidad de flujo de calor por unidad de área, 𝑑𝑇 𝑑𝑥⁄ es el gradiente de temperatura,

y k es el factor de proporcionalidad.

En unidades de ingeniería, q se mide en watts o Btu/h y 𝑑𝑇 𝑑𝑥⁄ en °C/m o °F/ft.

Entonces las unidades de k son W/m°C o Btu/ft2h (°F/ft), lo cual puede escribirse como

Btu/fth°F.

La ley de Fourier establece que k es independiente del gradiente de temperatura,

pero no necesariamente de la temperatura misma. El experimento confirma la

independencia de k en un amplio intervalo de gradientes de temperatura, excepto para

sólidos porosos, donde la radiación entre las partículas, que no siguen una ley lineal con

la temperatura, es responsable de una parte importante del flujo total de calor. Por otra

parte, k es una función de la temperatura, pero no fuertemente. Para pequeños intervalos

de temperatura, k se considera constante. Para intervalos de temperatura mayores, la

conductividad térmica generalmente se calcula de manera aproximada por medio de una

ecuación de la forma


𝑘 = 𝑎 + 𝑏𝑇 donde a y b son constantes empíricas.

Las conductividades térmicas de los metales cubren un amplio intervalo de

valores, desde aproximadamente 17W/m°C (10Btu/fth°F) para el acero inoxidable y

45W/m°C (26Btu/fth°F) para el acero de bajo carbono, hasta 380W/m°C (220Btu/fth°F)

para el cobre y 415W/m°C (240Btu/fth°F) para la plata. En general, la conductividad

térmica de los metales es casi constante o disminuye ligeramente conforme la temperatura

aumenta, y la conductividad de las aleaciones es menor que la de los metales puros. Para

el vidrio y la mayoría de los materiales no porosos, las conductividades térmicas son

mucho menores, desde aproximadamente 0.35 hasta 3.5W/m°C (0.2 hasta 2Btu/fth°F);

para estos materiales, k puede aumentar o disminuir conforme la temperatura aumente.

Para la mayoría de los líquidos, k es menor que para los sólidos, con los valores

típicos de aproximadamente 0.17W/m°C (0.1Btu/fth°F); k disminuye de 3 a 4% para un

aumento de 10°C en la temperatura. El agua es una excepción, con k = 0.5 hasta

0.7W/m°C (0.3 hasta 0.4Btu/fth°F), y k alcanza un máximo cuando la temperatura se

incrementa.

Los gases tienen conductividades térmicas de un orden de magnitud menor que

las de los líquidos. Para un gas ideal, k es proporcional a la velocidad molecular promedio,

a la trayectoria libre media y a la capacidad calorífica molar. La conductividad térmica

de los gases es casi independiente de la presión hasta cerca de los 10 bares; a presiones

mayores, k aumenta levemente con la presión. Los sólidos que tienen bajas

conductividades térmicas se usan para el aislamiento en tuberías, recipientes y edificios.

Los materiales porosos como las placas de fibra de vidrio o espumas de polímeros actúan

atrapando el aire y eliminando la convección. Sus valores de k pueden ser casi tan bajos

como los del propio aire, y si un gas de alto peso molecular queda atrapado en una espuma

de celdas cerradas, k puede ser menor que el del aire.

Tabla 1 Tabla de conductividad térmica de diversos metales, libro Operaciones Unitarias en Ing. Química de

McCabe, 7ma Ed.


Tabla 2 Propiedades de sólidos comunes, del libro Termodinámica de Cengel 6ta Ed.

MATERIALES:

3 barras metálicas (hierro, aluminio y bronce).

Algodón.

Aluminio.

Parrilla eléctrica.

Termómetro infrarrojo.

Soporte universal.

2 Pinzas para soporte universal.

Tape.

Tijeras.

Cinta métrica.

Balanza granataria.

PROCEDIMIENTO:

1. Pedir y limpiar adecuadamente el material a utilizar.

2. Pesar la barra metálica en la balanza granataria.

3. Medir la altura total de la barra metálica y calcular el área transversal de la misma.

4. Aislar la barra metálica con algodón y aluminio para evitar las pérdidas de calor

por convección al aire en el sólido.

5. Con los soportes universales, colocar la barra metálica de forma vertical encima

de la parrilla eléctrica.

6. Para obtener el flujo de calor, se tomará la temperatura inicial de ambos extremos,

se procederá a calentar la barra metálica tomando el tiempo de calentamiento con


un cronómetro. Después de cierto tiempo determinado, se deja de calentar las

barras y se toma la temperatura final en ambos extremos de las mismas.

7. Para empezar a realizar los cálculos para obtención del coeficiente de

conductividad térmica: encender la parrilla eléctrica y esperar un poco a que se

caliente el sólido (sin tomar el tiempo).

8. Tomar medición de la temperatura en ambos extremos.

9. Despejando la ley de Fourier, obtener el valor del coeficiente de conductividad

térmica para el metal correspondiente.

10. Realizar los pasos 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9 para los distintos materiales que se

utilizarán.

11. Comparar los resultados obtenidos de los distintos metales y su relación con los

teóricamente obtenidos.

12. Limpiar el área de trabajo.

Figura 5 Pesando barra de hierro (pesó más que lo posible en la balanza).

Figura 6 Pesando barra de aluminio.


Figura 7 Forma alternativa para pesar la barra de hierro (no funcionó).

Figura 8 Barra de aluminio aislada.

Figura 7 Calentando barra de aluminio. Figura 8 Tomando temperatura.


CÁLCULOS Y RESULTADOS:

Barra Metálica 1

Material: Aluminio

Peso: 0,3503 kg

Altura: 0,285 m

Cp: 903 J/kgK

Diámetro: 0,025 m

Área: 0,00049087 m2

INTENTO 1.

Temperatura Inicial (°C) Temperatura Final (°C)

Tiempo = 0s 27,8 27,8

Tiempo = 120 s 87,6 62,2

ΔTemperatura (°C) 59,8 34,3

𝑞 = (0,3503 𝑘𝑔) (903𝐽

𝑘𝑔𝐾) (34,3 − 59,8)𝐾

𝑑𝑞 = −8034,55 𝐽

𝑑𝑄 = −8034,55 𝐽

120 𝑠

𝑑𝑄 = −66,95 𝐽/𝑠

𝑘 = −66,95 𝐽/𝑠

0,00049087 𝑚2

0,285 𝑚

(62,2 − 87,6)𝐾

𝒌 = 𝟏𝟓𝟑𝟎, 𝟒𝟔 𝑾/𝒎𝑲

INTENTO 2.


Tiempo = 0s 30,4 31,4

Tiempo = 120 s 86,4 34,8

ΔTemperatura (°C) 56 3,4

𝑞 = (0,3503 𝑘𝑔) (903𝐽

𝑘𝑔𝐾) (3,4 − 56)𝐾

𝑑𝑞 = −16638,48 𝐽

𝑑𝑄 = −16638,48 𝐽

120 𝑠

𝑑𝑄 = −138,65 𝐽/𝑠

𝑘 = −138,65 𝐽/𝑠

0,00049087 𝑚2

0,285 𝑚

(34,8 − 86,4)𝐾

𝒌 = 𝟏𝟓𝟔𝟎, 𝟏𝟐 𝑾/𝒎𝑲

𝑑𝑄

𝑑𝐴= −𝑘

𝑑𝑇

𝑑𝑥 𝑄 =

𝑞

𝑡 𝑞 = 𝑚𝐶𝑝∆𝑇 𝑘 = −

𝑑𝑄

𝑑𝐴

𝑑𝑥

𝑑𝑇


Barra Metálica 2

Material: Bronce

Peso: 0,4307 kg

Altura: 0,099 m

Cp: 400 J/kgK

Diámetro: 0,025 m

Área: 0,00049087 m2

INTENTO 1.


Tiempo = 0s 30,6 30,2

Tiempo = 120 s 91,4 40,2

ΔTemperatura (°C) 60,8 10

𝑞 = (0,4307 𝑘𝑔) (400𝐽

𝑘𝑔𝐾) (10 − 60,8)𝐾

𝑑𝑞 = −8751,82 𝐽

𝑑𝑄 = −8751,82 𝐽

120 𝑠

𝑑𝑄 = −72,93 𝐽/𝑠

𝑘 = −72,93 𝐽/𝑠

0,00049087 𝑚2

0,099 𝑚

(40,2 − 91,4)𝐾

𝒌 = 𝟐𝟖𝟕, 𝟐𝟖 𝑾/𝒎𝑲

INTENTO 2.


Tiempo = 0s 33 31,4

Tiempo = 120 s 70,8 55


𝑞 = (0,4307 𝑘𝑔) (400𝐽

𝑘𝑔𝐾) (23,6 − 37,8)𝐾

𝑑𝑞 = −2446,37 𝐽

𝑑𝑄 = −2446,37 𝐽

120 𝑠

𝑑𝑄 = −20,38 𝐽/𝑠

𝑘 = −20,38 𝐽/𝑠

0,00049087 𝑚2

0,099 𝑚

(55 − 70,8)𝐾

𝒌 = 𝟐𝟔𝟎, 𝟐𝟐 𝑾/𝒎𝑲


Barra Metálica 3

Material: Hierro

Peso: 0,907 kg

Altura: 0,289 m

Cp: 450 J/kgK

Diámetro: 0,025 m

Área: 0,00049087 m2

INTENTO 1.


Tiempo = 0s 29,4 29,8

Tiempo = 120 s 62 32,8

ΔTemperatura (°C) 32,6 3

𝑞 = (0,907 𝑘𝑔) (450𝐽

𝑘𝑔𝐾) (3 − 32,6)𝐾

𝑑𝑞 = −12081,24 𝐽

𝑑𝑄 = −12081,24 𝐽

120 𝑠

𝑑𝑄 = −100,68 𝐽/𝑠

𝑘 = −100,68 𝐽/𝑠

0,00049087 𝑚2

0,289 𝑚

(32,8 − 62)𝐾

𝒌 = 𝟐𝟎𝟐𝟗, 𝟗𝟎 𝑾/𝒎𝑲

INTENTO 2.


Tiempo = 0s 31,4 34,2

Tiempo = 120 s 74 35,6


𝑞 = (0,907 𝑘𝑔) (450𝐽

𝑘𝑔𝐾) (1,4 − 42,6)𝐾

𝑑𝑞 = −16815,78 𝐽

𝑑𝑄 = −16815,78 𝐽

120 𝑠

𝑑𝑄 = −140,13 𝐽/𝑠

𝑘 = −140,13 𝐽/𝑠

0,00049087 𝑚2

0,289 𝑚

(35,6 − 74)𝐾

𝒌 = 𝟐𝟏𝟒𝟖, 𝟒𝟖 𝑾/𝒎𝑲


ANÁLISIS:

Se obtuvo el coeficiente de conductividad de cada barra despejando la ley de Fourier,

tomando las temperaturas iniciales y finales en ambas caras de la barra metálica a analizar.

Para cada metal se realizaron dos intentos. Los resultados obtenidos fueron muy alejados

a lo teóricamente esperado. Por ejemplo, para el aluminio, se obtuvo un valor de 1530,46

W/mK y 1560,12 W/mK cuando el valor real era entre 209 y 232 W/mK. En el caso del

bronce, se obtuvieron los valores de 287,28 W/mK y 260,22 W/mK, cuando el valor real

era entre 116 y 186 W/mK. Para el hierro, se obtuvieron los valores de 2029,90 W/mK y

2148,48 W/mK, cuando el valor real era entre 72 y 80,2 W/mK. Como es posible

observar, los resultados dieron valores muy alejados a lo esperado pero muy cercanos

entre las repeticiones de cada uno, es decir, posiblemente no estén mal estimados, pero si

haya habido errores en la práctica.

Con los resultados obtenidos se podría esperar que el mejor conductor fuera el

hierro por tener un coeficiente de conductividad realmente elevado, seguido por el

aluminio y finalmente el bronce, pero realmente no es así. La barra de bronce fue la que

nos proporcionó resultados más parecidos a lo que se buscaba aunque siguen siendo

valores alejados.

Al modificar las variables en Excel se podía observar que aunque se creara una

gran diferencia entre las temperaturas, la constante no cambiaba considerablemente. Esto

se debe a que en la ecuación para k, la temperatura se involucra tanto en el flujo de calor

como en la variación de temperatura, los cuales, se encuentran multiplicando y dividiendo

respectivamente, por ende, el cambio no afecta al valor de k. Realmente k variará

considerablemente conforme al peso, altura, Cp, área y tiempo de flujo de calor.

OBSERVACIONES:

Entre los errores que pudieron haberse cometido hay posibilidad de errores humanos en

medición de alturas, peso, tiempos y sobretodo en la toma de temperatura utilizando el

termómetro infrarrojo. En la plancha eléctrica utilizada. En el aire de refrigeración, puesto

que se enfriaban demasiado rápido las barras de metal, aunque creemos que es un factor

poco probable, pues en las tres horas que duró la práctica la refrigeración casi no se

encendió y nuestra mesa de trabajo estaba retirada de las corrientes de aire del aparato de

refrigeración.

FUENTES DE INFORMACIÓN:

Libros:

- McCabe, Warren. (2007). Operaciones Unitarias en Ingeniería Química.

Editorial McGraw-Hill. Séptima Edición. México. Pág. 311-317.

Prácticas 10 y 11 Ley de Fourier

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