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LABORATORIO DE FSICA II

TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCION

EXPERIENCIA VIII

INTEGRANTES:

NOMBRECDIGO

1Aura Arteta 101413008

2Jessica Ramirez101412819

3

4Paula Sanchez

Carlos marriaga101411163

GRUPO: FD

DOCENTE: Eduardo Martnez Iglesias

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE

FACULTAD DE INGENIERA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BSICAS

LABORATORIO DE FSICA

BARRANQUILLA 2014-10-03CONTENIDO

INTRODUCCIN. 3

MARCO TERICO... 4

OBJETIVOS. 6

DESCRIPCIN DE LA EXPERIENCIA7

MATERIALES.9

OBSERVACIONES

CONCLUSIN

HOJA DE EVALUACIN

INTRODUCCIN

En el siguiente informe de laboratorio, los estudiantes de ingeniera industrial de II Semestre realizamos una experiencia acerca de la transferencia de calor por conduccin, la cual Es la transferencia que se produce a travs de un medio estacionario -que puede ser un slido- cuando existe una diferencia de temperatura, conduccin de calor es un mecanismo de transferencia de energa trmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partculas sin flujo neto de materia y que tiende a igualarla temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto. La conduccin del calor es muy reducida en el espacio vaco y es nula en el espacio vaco ideal, espacio sin energa, no puede existir conduccin de calor si no hay materia. Cuando las partculas estn en movimiento dentro de un sistema, se produce un intercambio de calor entre ellas, este fenmeno se denomina: transferencia de calor. Este informe consta de un marco terico, datos experimentales, resultados, anlisis de los mismos y las conclusiones obtenidas luego de realizar la prctica.

MARCO TERICO

Latransferencia de calores el paso deenerga trmicadesde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto slido o un fluido, est a unatemperaturadiferente de la de su entorno u otro cuerpo,la transferencia de energa trmica, tambin conocida como transferencia decaloro intercambio de calor, ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancenequilibrio trmico. La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo ms caliente a uno ms fro, como resultado de lasegunda ley de la termodinmica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse ms lenta.

Una barra al rojo vivo transfiere calor al ambiente principalmente porradiacin trmicay en menor medida porconveccin, ya que la transferencia por radiacin esy la conveccin.

Conduccin:Es la transferencia de calor que se produce a travs de un medio estacionario -que puede ser un slido- cuando existe una diferencia de temperatura.La conduccin es el mecanismo de transferencia de calor en escala atmica a travs de la materia por actividad molecular, por el choque de unas molculas con otras, donde las partculas ms energticas le entregan energa a las menos energticas, producindose un flujo de calor desde las temperaturas ms altas a las ms bajas. Los mejores conductores de calor son los metales. El aire es un mal conductor del calor. Los objetos malos conductores como el aire o plsticos se llaman aislantes. La conduccin del calor solo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor. Para un volumen de espesor x, con rea de seccin transversal A y cuyas caras opuestas se encuentran diferentes T1 y T2, con T2 > T1, se encuentra que el calor Q transferido en un tiempo t fluye del extremo caliente al fro. Si se llama H (en Watts) al calor transferido por unidad de tiempo, la rapidez de transferencia de calor H = Q/t, est dada por la ley de la conduccin de calor de Fourier.

Donde k (en W/mK) se llama conductividad trmica del material, magnitud que representa la capacidad con la cual la sustancia conduce calor y produce la consiguiente variacin de temperatura; y dT/dx es el gradiente de temperatura. El signo menos indica que la conduccin de calor es en la direccin decreciente de la temperatura. Se listan valores de conductividades trmicas para algunos materiales, los altos valores de conductividad de los metales indican que son los mejores conductores del calor.

Ejemplo: una barra de oro est en contacto trmico con una barra de plata, una a continuacin de la otra, ambas de la misma longitud y rea transversal, un extremo de la barra compuesta se mantiene a T1 = 80 C y el extremo opuesto a T2 = 30 C. Calcular la temperatura de la unin cuando el flujo de calor alcanza el estado estacionario.

Solucin: similar al ejemplo anterior, con L1 = L2 = L:

Cuando se alcanza el estado estacionario, estos dos valores son iguales:

Despejando la temperatura T, con k1 del oro y k2 de la plata, valores obtenidos.

OBJETIVOS:

Observar cul de las tres placas conduce ms calor. Determinar el flujo de calor a travs de una pared compuesta por placas diferentes. Determinar el flujo de calor a travs de una sola placa.

DESCRIPCIN DE LA EXPERIENCIA

Primeramente despus de escuchar las indicaciones del docente empezamos a introducir todas las variables y frmulas al Cassylab necesarias para poder calcular la transferencia de calor por conduccin con el apoyo de dos placas mediante modelos matemticos incluidos en el software. Colocamos en el cassy lab un rango de tiempo de diez minutos en el cual nos dieron diferentes temperaturas con cada una de las placas (Poliestireno, madera, cartn enyesado), las cuales tenan cada una con una constante de conductividad diferente.bamos cambiando las placas con cuidado al colocar las sondas trmicas &JA11 y &JA12 y cuando hacamos el cambio de placa dejamos reposar la cmara trmica para as tratar de que llegue a la temperatura ambiente.

MATERIALES

Cmara trmica Sondas trmicas Sensor de temperatura Termo acumulador de aluminio Materiales de pared Placa de poliestireno Placa de cartn enyesado Placa de virutas de madera Placas de aluminio lacadas en negro por un lado Placas de aluminio sin lacar Calentador de placas Plaquitas de contacto de aluminio para colocar en las entalladuras circulares

OBSERVACIONES:Primeramente observamos que la rapidez del calor (H) iba aumentando a medida que pasaban los minutos

TABLAS1)

poliestireno

t / mint / mint / mint / mint / mint / min

0:0035,928,80:0021,714,6

1:0038,428,61:0018,89

2:0040,128,32:0016,54,7

3:0041,928,33:0014,71,1

4:0043,628,54:0013,4-1,7

5:0044,928,75:0012,5-3,7

6:0046,3296:0011,7-5,6

7:0047,729,57:0011,3-6,9

8:0048,829,80,16196,839

9:0050,130,40,1619,737,101

10:0051,230,90,1620,267,292

t / minH / W

0:002,566

1:003,528

2:004,276

3:004,874

4:005,437

5:005,823

6:006,227

7:006,541

8:006,839

9:007,101

10:007,292

GRAFICOS

2)yeso cartonColumna1Columna2Columna3Columna4Columna5

t / min&J_A11 / C&J_A12 / CK / W/mC&DT / CH / W

0:004028,90,1811,144,511

1:0041,329,70,1811,674,725

2:0043,830,50,1813,275,374

3:0046,431,60,1814,876,022

4:0048,732,40,1816,336,612

5:0050,633,50,1817,16,924

6:0052,434,50,1817,917,255

7:0054,235,80,1818,347,427

8:0055,6370,1818,627,54

9:0057,538,30,1819,197,771

10:0057,639,30,1819,227,91

Columna1Columna2

t / minH / W

0:004,511

1:004,725

2:005,374

3:006,022

4:006,612

5:006,924

6:007,255

7:007,427

8:007,54

9:007,771

10:007,41

3)viruta de maderaColumna1Columna2Columna3Columna4Columna5

t / min&J_A11 / C&J_A12 / CK / W/mC&DT / CH / W

0:0033,729,80,0393,910,343

1:0036,730,20,0396,440,565

2:0039,230,70,0398,560,751

3:0041,832,30,0399,480,832

4:0043,832,90,03910,890,956

5:0045,733,90,03911,811,036

6:0047,534,80,03912,631,108

7:0049,236,30,03912,861,128

8:0050,837,50,03913,331,17

9:0052,138,70,03913,411,177

10:0053,5400,03913,51,184

graficaColumna1

t / minH / W

0:000,343

1:000,565

2:000,751

3:000,832

4:000,956

5:001,036

6:001,108

7:001,128

8:001,17

9:001,177

10:001,184

En estos grficos y tablas pudimos notar de qu forma y en que velocidad de tiempo estos objetos del laboratorios adquiran calor, y en que forman varia el tiempo es decir cunto demoraba estos en adquirir calor.Esta actividad fue realizada en un tiempo adecuado de 10 minutos y pudimos notar que cada uno tena formas distintas de calentarse unos demoraban tiempo mientras que otros no .Observamos que las placas que conducen ms calor es la del polister y la de yeso de cartn..Determinando de igual forma el flujo de calor a travs de una pared conformada por placas diferentes.

CONCLUSION:

Con los resultados se comprueba que la transferencia de calor por conduccin es un proceso mediante el cual fluye el calor desde una regin de alta temperatura a una regin de baja temperatura dentro de un medio o entre medios diferentes en contacto fsico directo.Los valores de conductividad trmica dependen del material y de la temperatura.Un material ser mejor conductor de calor mientras mayor sea su la conductividad del mismo.Debido a que se comprobaron los valores de temperatura, se observa que existe un estado estacionario ya que en la misma no se observ variacin con respecto al tiempo.

CUESTIONARIO

6