Instituto Tecnológico de

ComitánCARRERA:

Ingeniería Industrial

ESPECIALIDAD:

Logística y Manufactura

NOMBRE DEL PROYECTO:

Conducción en Termodinámica

NOMBRE DEL ALUMNO:

Flores Pérez Maricruz 10700468

Martínez Gómez Concepción Guadalupe 10700500

Morales Aguilar Eddy Ismael 10700505

Morales Caballero Leonardo Daniel 10700507

Ramírez Jiménez Arael 10700517

Santos Hernández Daniel 10700545

ASESOR:

Ing. Juan Carlos Espinoza Aguilar

INTRODUCCIÓN

• La conducción es la transferencia de energía de las partículas másenergéticas de una sustancia hacia las adyacentes menos energéticas, comoresultado de sus interacciones. La conducción puede ocurrir en sólidos ylíquidos principalmente.

• La conductividad térmica es una propiedad de transporte, pues indica eltransporte de energía en un sólido o en un fluido. En el sólido estetransporte de energía se debe a electrones libres y en los fluidos eltransporte ocurre por movimiento molecular.

FORMULACIÓN BÁSICA

LEY DE FOURIER

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

La conductividad térmica de los metales puros se debe sobre todo al componente electrónico, mientras que la de los no metales se debe más que nada al componente de la red cristalina.

El componente de la red cristalina de la conductividad térmica depende en gran medida de la forma en que están dispuestas las moléculas; por ejemplo, la de un sólido cristalino altamente ordenado como el diamante es mucho mayor que las de metales puros (tabla 2-3).

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA EN LOS MATERIALES

METALES

CERAMICOS

VIDRIOS

Conductividad térmica en metales

En metales de altapureza, el mecanismo detransporte de calor serealizafundamentalmente porlos electrones.

Los valores de laconductividad son losmás altos ya que loselectrones no son tanfácilmente dispersados yademás existe un grannúmero de electroneslibres que participan enla conducción térmica.

Conductividad térmica en cerámicos y vidrios

• Los materiales no metálicos se consideran aislantes térmicos por cuanto no contienenelectrones libres, los únicos responsables de la conducción térmica son los fotones.

• El valor de la conductividad térmica está determinado por las imperfecciones de la red o eldesorden estructural. Esto hace que la dispersión entre fotones aumente y por tanto disminuyala conductividad térmica.

ENTROPÍA

En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que, mediante

cálculo, permite determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para

producir trabajo

La segunda ley de latermodinámica afirma que laenergía tiene calidad así comocantidad, y los procesos realesocurren hacia donde disminuyela calidad de la energía.

EJERCICIOS

• Las superficies interna y externa de un muro de ladrillo, de 5 m X 6 m, con30 cm de espesor y conductividad térmica 0.69 W/m · °C, se mantienen alas temperaturas de 20 °C y 5 °C, respectivamente. Calcule la tasa detransferencia de calor a través de la pared, en W.

• Los vidrios interno y externo de una ventana de doble vidrio de 2 m X 2 m están a 18 °C y 6 °C, respectivamente. Si el espacio de 1 cm entre los dos vidrios está lleno de aire inmóvil, determine la tasa de transferencia de calor a través de la capa de aire por conducción en W.

• Dos superficies de una placa de 2 cm de espesor se mantienen a 0 °C y 100 °C, respectivamente. Se determina que la conductividad térmica de la placa es de 500 W.m/°C. Calcule la transferencia de calor.

• Una pared de ladrillo de 0,1 metros de espesor y kA = 0,7 W.m/°K, estáexpuesta a un viento frío de 270°K. El lado opuesto de la pared está encontacto con el aire en calma a 330°K. Calcular el calor transmitido.

• Dos superficies de una placa de 2 cm de espesor presenta calor transmitidode 3, 000,000 W. Se determina que la conductividad térmica de la placa esde 500 W.m/°C. Calcule el incremento de temperatura para lograr dichaconductividad.

FUENTES

• Segunda Ley De La Termodinámica:

http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_principio_de_la_termodin%C3%A1m

• Termodinámica Séptima edición (2012). Yunes A. Cengel, Michael A. Bones. Editorial McGraw Hill.

• http://www.unav.es/adi/UserFiles/File/80962021/Problemas0910.pdf