• Author / Uploaded
• Alvaro Dominguez

Citation preview

CONDUCTIVIDAD TERMICA .Objetivo general En base al experimento propuesto se determinara la conductividad del material (K)

.Introducción Se sabe que para que haya transferencia de calor debe haber temperaturas diferentes por tanto T1

T2 ya que el calor fluye del más caliente al frio.

El flujo de calor es directamente proporcional al área y a la diferencia de temperatura pero mientras más área de contacto exista es más fácil conducir calor, el flujo de calor es inversamente proporcional ya que mientras más se tenga mayor longitud el flujo de calor es más pequeño de aquí surge la formula:

̇

De aquí que

̇

̇

NOTA: el signo negativo es porque está perdiendo calor de un cuerpo al otro Donde se observa que Por tanto ̇ Ejemplo Si se tiene

Siempre habrá más calor en el de menor temperatura si los cuerpos están en contacto por supuesto. Existen dos estados principales de conducción de calor  Estado transitorio cuando la temperatura varia a través del tiempo

 Estado estable las temperaturas no varían y es constante sele agrega y sele quita calor para que permanezca constante.

.Fundamentos teóricos Para nuestro experimento utilizaremos un cilindro por tanto se sabe que el calor en un cilindro fluye de manera axial y radial si es muy corto hay mas flujo axial, si es muy largo existe mucho flujo radial por tanto se desprecia el flujo de calor axial.

Como en nuestro experimento usaremos un cilindro como este de la formula general para determinar el calor tomamos la dx como un radio porque es un cilindro entonces se obtiene

̇ El área en un cilindro se calcula AREA= 2πrL Entonces:

̇ Separando variables se obtiene

̇

Integrando ∫

∫

esta seria la

ecuación de estado transitorio cuando ̇ no es constante pero en el experimento si lo es entonces se saca de la integral obteniendo ̇∫

∫

Evaluando la integral de estado con calor constante obtenemos

̇ ̇

.- PRACTICA 5 CONDUCTIVIDAD TERMICA Material:  2 multimetros usados como termómetros NOTA: cabe señalas que estos instrumentos no son exactos por tanto solo muestran números enteros para la lectura de temperaturas.

 Una pecera con agua a temperatura ambiente.

 Un cautín, un cilindro de aluminio y un sostenedor de madera.

Procedimiento:  1.- Colocar las terminales de los multimetros al cilindro de aluminio, uno en el exterior y otro en el interior.  Medir la temperatura inicial (t=0) tomar lectura en la tabla

2.- conectar el cautín a la fuente, anotar como varían las temperaturas a través del tiempo (cada minuto se toma una lectura), durante 4 minutos cuando hayan pasado 4 minutos se suministra agua (temperatura ambiente) constantemente para evitar que el cautín se siga calentando (poder llegar a un estado de equilibrio para evaluar la formula obtenida cuando el calor es constante obteniendo la conductividad del aluminio con la misma), seguir midiendo la temperatura 4 minutos mas y anotar las lecturas para la resolución de la constante de conductividad del aluminio (K) .

Lectura de temperaturas durante el experimento.

t(s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8

T2(°C) 18 20 24 27 31 19 19 19 19

T1(°C) 18 20 25 29 33 20 20 20 20

Sin refrigerar.

Refrigerado.

3.- ya que tenemos la tabla con todos los valores necesarios para calcular la constante de conductividad sustituimos los datos en la formula. Datos: Q= 40W. K=? r2= 0.0255m. r1= 0.0065m. L=0.089m.

Así queda calculada la constante de conductividad térmica.