• Author / Uploaded
• nerwuis

• Categories
• Calor latente
• Calor
• Convección
• Capacidad calorífica
• Transferencia de calor

Citation preview

1) Calor sensible: es aquel que un cuerpo o sustancia es capaz de absorber o ceder sin que por ello ocurran cambios en su estructura molecular, o sea, en su estado físico. Cuando a un cuerpo se le suministra calor sensible en este aumenta la temperatura.

Grafico que muestra los valores de calores latentes y sensibles del agua en las diferentes fases

2) Calor Latente: se define como la cantidad de calor que necesita una sustancia para pasar del estado sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gas (calor de vaporización) sin cambio de temperatura. Por ejemplo en el hielo: Al suministrarle calor al hielo, va ascendiendo su temperatura (calor específico) hasta que llega a 0 °C (punto de fusión del hielo), a partir de entonces, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no cambia (calor latente) hasta que se haya fundido del todo. Al ser fundido del todo obtendríamos solamente liquido (agua), entonces la temperatura nuevamente empezara a aumentar (calor específico) hasta llegar a 100 °C (punto de evaporización del agua), a partir de entonces, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no aumentará (calor latente) hasta ser evaporizado totalmente; cuando sea evaporizado totalmente obtendríamos solamente gas (vapor). 3) Cantidad y medición del calor: se define como la energía cedida o absorbida por un cuerpo de masa cuando su temperatura varía en un número determinado de grados. Está

relacionada directamente con la naturaleza de la sustancia que compone el cuerpo. La dependencia de la cantidad de calor con la naturaleza de la sustancia se caracteriza por una magnitud denominada Calor específico de la sustancia. El calor especifico de la sustancia se representa con la letra C y se puede definir como la cantidad de calor requerida por la unidad de masa de una sustancia para variar su temperatura en 1° C el calor especifico C se expresa en unidades de energía como: Joule (j), kilocaloría (Kcal), caloría (cal), entre otras. Como hemos visto el calor especifico también se puede expresar en unidades de masa como: Gramo (g), Kilogramo (kg), libra (lb) y en la Temperatura como: (° C). La fórmula que nos permite determinar la cantidad de calor (Q) cedida o absorbida por un cuerpo de masa y calor especifico, cuando su temperatura inicial varia hasta la temperatura final se puede calcular mediante la fórmula:

Q= c m (Tf- Ti) Dónde: C = calor especifico de una sustancia. Q = calor. m = masa de dicha sustancia. Ti = temperatura inicial. Tf = temperatura final. La cantidad de calor aplicado se mide en unidades de energía:    

Joule, Unidad de medida del sistema Internacional (SI) de energía, trabajo y calor. Erg, Unidad de medida de energía trabajo y calor en el sistema CGS Caloría (cal) cantidad de calor que aplica un gramo de agua eleva 1° su temperatura BTU, Unidad térmica británica, cantidad de calor que aplicada a una libra de agua (454g) eleva su temperatura 1°F.

4) Métodos de transferencia de calor: a) Transferencia de calor por conducción: Cuando en un medio sólido existe un gradiente de temperatura, el calor se transmite de la región de mayor temperatura a la de menor temperatura. La conducción de calor sólo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor. El calor transmitido por conducción por unidad de tiempo qk es proporcional al gradiente de temperatura dT/dx multiplicado por el área A a través del cual se transfiere es decir

T: temperatura; x: dirección del flujo de calor

El flujo de calor depende de la conductividad térmica del material k (en W/mK), magnitud que representa la capacidad con la cual la sustancia conduce calor y produce la consiguiente variación de temperatura. El signo menos indica que la conducción de calor es en la dirección decreciente de la temperatura. b) Transferencia de calor por convección: La convección es el mecanismo de transferencia de calor por movimiento de masa o circulación dentro de la sustancia. Puede ser natural producida solo por las diferencias de densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es obligada a moverse de un lugar a otro, por ejemplo el aire con un ventilador o el agua con una bomba. Sólo se produce en líquidos y gases donde los átomos y moléculas son libres de moverse en el medio. Un modelo de transferencia de calor H por convección, llamado ley de enfriamiento de Newton, es el siguiente: H = h.A.(TA – T)

Donde h se llama coeficiente de convección, en W/(m2K), A es la superficie que entrega calor con una temperatura TA al fluido adyacente, que se encuentra a una temperatura T.

El flujo de calor por convección es positivo (H > 0) si el calor se transfiere desde la superficie de área A al fluido (TA > T) y negativo si el calor se transfiere desde el fluido hacia la superficie (TA < T). c) Transferencia de calor por Radiación: Por radiación la energía se transporta en forma de ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz. La radiación electromagnética que se considera aquí es la radiación térmica. Un radiador perfecto o cuerpo negro emite una cantidad de energía radiante de su superficie por unidad de tiempo qr dada por la ecuación

Para evaluar la transferencia neta de energía radiante requiere una diferencia en la temperatura superficial de dos o más cuerpos entre los cuales tiene lugar el intercambio. Si un cuerpo negro irradia a un recinto que lo rodea completamente y cuya superficie es también negra (es decir absorbe toda la energía radiante que incide sobre él), la transferencia neta de energía radiante por unidad de tiempo viene dada por:

T1: Temperatura del cuerpo negro en Kelvin T2: Temperatura superficial del recinto en Kelvin

5) Confort humano: