Unidad Uno Avance

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Calor y temperatura son conceptos que en el lenguaje cotidiano se confunde, pero son diferentes. Por ejemplo la frase “uuuuuffff, que calor hace” es una expressión común para referirnos al concepto de temperatura, a pesar de que mencionamos la palabra calor. La temperatura es una magnitud fisica que se refiere a la sensación de frío o caliente al tocar alguna sustancia. En cambio el calor es una transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, producida por una diferencia de tempertarura. El Calor es energía en tránsito; siempre fluje por una zona de mayor temperatura a otra de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la zona más fría y reduce la de la zona más calida, siempre que el volumen se mantenga constante. Calor .- se define como la energía cinética total de todos los átomos o moléculas de una sustancia. Temperatura .- La temperatura es una medida de energía cinética promedio de los átomos y moléculas individuales de una sustancia. Cuando se agrega calor una sustancia, sus átomos o moléculas se mueven mas rápido y su temperatura se eleva, o viceversa. Las leyes de la termodinámica tratan de la trasferencia de nergía, pero siempre se refieren a sistemas que están en equilibrio, y solo pueden utilizarse para predecir la cantida de energía requerida para cambiar un sistema de un estado equilibrio a otro, por lo que no sirven para predecir la rapidez con que puedan producirse estos cambios.

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Trasferencia de calor

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Calor y temperatura son conceptos que en el lenguaje cotidiano se confunde, peroson diferentes. Por ejemplo la frase uuuuuffff, que calor hace es una expressincomn para referirnos al concepto de temperatura, a pesar de que mencionamosla palabra calor. atemperaturaesunamagnitudfisicaqueserefierealasensacindefr!oocalienteal tocar algunasustancia. "ncambioel calor esunatransferenciadeenerg!a de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, producidapor una diferencia de tempertarura. "l Calor es energ!a en tr#nsito$ siempre flujepor una %ona de mayor temperatura a otra de menor temperatura, con lo que ele&ala temperatura de la %ona m#s fr!a y reduce la de la %ona m#s calida, siempre queel &olumen se mantenga constante. Calor .' se define como la energ!a cin(tica total de todos los #tomos o mol(culasde una sustancia.)emperatura .' a temperatura es una medida de energ!a cin(tica promedio de los#tomos y mol(culas indi&iduales de una sustancia. Cuando se agrega calor unasustancia, sus #tomos o mol(culas se mue&en mas r#pido y su temperatura seele&a, o &ice&ersa. as leyes de la termodin#mica tratan de la trasferencia de nerg!a, pero siempre serefieren a sistemas que est#n en equilibrio, y solo pueden utili%arse para predecirla cantida de energ!a requerida para cambiar un sistema de un estado equilibrio aotro, porloquenosir&enparapredecirlarapide%conquepuedanproducirseestos cambios. a ciencia llamada transmisin o transferencia de calor complementa los principiosdelaprimeraysegndaleydelatermodin#micacl#sica, proporcionandolosm(todos dean#lisisquepuedanutili%arseparapredecir la&elocidaddelatransmicin del calor, adem#s de los parametros &ariables durante el proceso enfuncin del tiempo. Parasentar lasbasesdeestamateriainiciaremosformulandolassiguientespreguntas *+u( es la transferencia de calor, - *Cmo se transfiere (ste, *Porqu( es importante su estudio,*+u( es la transferencia de calor, -"s la energ!a en tr#nsito debido a una diferencia de temperaturas. *Cmo se transfiere (ste, "n la figura ... nos referimos a los diferentes tipos de procesos de transferenciade calor como modos. Conduccin.' Cuando existe una gradiente de temperatura en un medioestacionario' que puede ser un slido o un fluido/0e dice que un sistema f!sicoest# en estado estacionario cuando las caracter!sticas del mismo no &ar!an conel tiempo1 2luido estacionario 0i la &elocidad /como &ector3 del fluido en cualquierpunto dado es constante en el tiempo. 4o significa que la &elocidad sea la mismaen todos los puntos del fluido. 0i el flujo no cumple esta propiedad, se le llama no'estacionario.3Con&eccin.' "n cambio, este t(rmino se refiere a la transferencia de calor queocurrir# entre una superficie y un fluido en mo&imiento cuando est#n a diferentestemperaturas.Radiacin trmica. )odas las superficies con temperatura finita emiten energ!a enforma de ondas electromagn(ticas. Por tanto, en ausencia de un medio, existe unatransferencia neta de calor por radiacin entre dos superficies a diferentestemperaturas. *Por qu( es importante su estudio,"sta disciplina de transporte tiene aplicaciones de suma rele&ancia en casicualquier campo de la ingenier!a.5s!, se utili%a pr#cticamente en todos losprocesosdelaindustriadel &idrio$ inter&ieneenel dise6odeloshornos,losregeneradores de calor, el enfriamiento de los moldes, el templado de los cristales,el flotado de los &idrios, etc.Casi todos los alimentos en el curso de su preser&acin y preparacin requierentratamientos en los que la transferencia de calor juega tambi(n un papelimportante.7ebido a las condiciones ad&ersas en algunas regiones agr!colas delmundo sepierden considerables cantidades de grano por falta de secado inmediato despu(sde la cosecha$ por ello, el uso de la energ!a solar u otros mecanismos de secadoapropiados podr!an ser &entajosos. "l congelamiento, la deshidratacin y lacoccin de alimentos exigen asimismo un conocimiento cabal de esta materia.5 medida que surgen ideas no&edosas y cada &e% m#s refinadas en la tecnolog!amoderna, la teor!a de la transferencia de calor debe resol&er problemas nue&os ycada &e% m#s complejos. 5s!, desempe6a igualmente un papel de gran rele&anciaenel enfriamientodeequipoel(ctricoyelectrnico$porejemplo, enmotoresygeneradores el(ctricos, transformadores, transistores y conductores, entre otros.Conduccin"lfenmeno de transferencia de calor porconduccin constituye un proceso depropagacin de energ!a en un medioslido,l!quido o gaseoso mediante lacomunicacin molecular directa cuando existe un gradiente de temperatura.5l haber un gradiente de temperatura en el medio, la segunda ley de latermodin#mica establece que la transferencia de calor se lle&a a cabo de la reginde mayor temperatura a la de menor, comolo muestra en la figura ...."s posible cuantificar los procesos de transferencia de calor en t(rminos de lasecuacionesomodelos apropiados. "stas ecuaciones o modelos sir&en paracalcular la cantidad de energ!a que se transfiere por unidad de tiempo. Para laconduccin de calor, la ecuacin o modelo se conoce como ley de Fourier.2igura...)ansferenciaunidimensional del calor por conduccin/difusindeenerg!a3Para la pared plana unidimensional que se muestra en la figura ..8, la cual tieneuna distribucin de temperatura ecuacin ... "lflujo de calor o transferencia de calor por unidad de rea q99 x /:1m;3o