• Author / Uploaded
• Pedro Lermanda Luza

• Categories
• Convección
• Calor
• Temperatura
• Transferencia de calor
• Conduccion termica

Citation preview

Termodinámica: temperatura, calor y primera ley de la termodinámica xxxxxxxxxx Física en procesos industriales Instituto IACC xxxxxxxxx

Desarrollo 1. Complete la siguiente tabla, identificando el mecanismo de transferencia de calor y la justificación de su elección. Justifique con sus propias palabras. Situación Mecanismo de transferencia Justificación de calor 1. Calentar agua en una olla a Transferencia de calor por Al aplicar calor al fluido este temperatura constante convección se calienta, haciendo que las partículas se desplacen hasta la superficie, mientras que las partículas frías bajan a buscar calor. 2. Temperar una habitación Transferencia de calor por El radiador de pared al subir con un radiador de pared radiación su temperatura comparte la energía con el entorno haciendo que se tempere la habitación, la cual se encuentra a una temperatura más baja. 3. Calentamiento de la Transferencia de calor por Al sumergir la cuchara en el cuchara que se encuentra conducción café caliente, la agitación sumergida en el café térmica molecular permite que se produzca transferencia de energía desde el de mayor al de menor temperatura, es decir, desde el café caliente a la cuchara. 2. Leonardo es el nuevo operario de un taller de metales y se le ha encargado diseñar, por medio de un tratamiento de temperatura en horno, una pieza de hierro de masa m= 7[Kg]. Antes de ser ingresada al horno, este operario, registra su temperatura de ingreso en 25[ºC]. Con respecto a esta situación, determine: a) Determine cuánta energía deberá suministrar el horno a la placa para que esta pieza de hierro alcance los 150[ºC]. Para determinar la energía se utiliza la siguiente ecuación: Q=c∗m∗ΔT Datos: j Calor especifico hierro = 460 kg∗ºC masa = 7kg ΔT = 150ºC – 25ºC = 125ºC

Reemplazamos: j Q=460 ∗7 kg∗125 ºC kg∗ºC Q=402.500 j Por lo tanto, la cantidad de energía que se debe suministrar para que la pieza de hierro alcance 150ºC es de 402,500 j b) ¿Qué es conveniente que haga Leonardo para enfriar la pieza de hierro al momento de sacar este metal del horno? Justifique con sus propias palabras. La forma de enfriar una pieza de hierro depende del tratamiento de enfriamiento (aceite, agua, arena, parafina, etc.) y uso final que se le quiera dar, pero la manera más común de enfriarla sería sumergiéndola o bañándola en agua, corriendo riesgo de que la pieza sufra algún tipo de deformación, aunque existen técnicas para evitarlo. De esta forma, producto de la agitación molecular, el calor de la pieza de hierro se transfiere por conducción al agua, permitiendo que la temperatura de la pieza de hierro baje y, a la vez, que el agua suba su temperatura (el calor va siempre del foco caliente al foco frío). 3. Describa los 3 mecanismos de trasferencia de calor analizados en esta semana por medio de 3 ejemplos que pueda evidenciar en su trabajo u hogar. Los tres mecanismos de transferencia de calor, son los siguientes: - Conducción: Al calentar agua o algún líquido en una olla, esta al calentarse transfiere calor a las asas o manillas de la olla. Esto se produce debido a que al calentarse el agua contenida dentro de la olla, hace que el calor se transfiera por conducción, hasta las manillas de las ollas permitiendo que estas se calienten. Es por este motivo que comúnmente se le recubre con madera o algún tipo de aislante térmico a las asas de ollas, hervidores y utensilios utilizados en la cocina. - Convección: Un ejemplo de transferencia de calor por convección es el principio de funcionamiento del globo aerostático, los cuales logran permanecer y maniobrar en al aire dependiendo de la temperatura existente al interior del globo. Si se calienta el aire existente al interior del globo, la densidad del aire interior al ser menos densa y de menor peso que el aire exterior, hará que se desplace hacia arriba permitiendo que el globo suba; al enfriar el aire al interior del globo aumenta la densidad, por lo tanto el globo comenzará a descender. - Radiación: El calor emitido por un radiador del automóvil producto del agua caliente que circula al interior de él. Un claro ejemplo de cómo aprovechar el calor que se encuentra al interior del radiador, es la utilizada en la calefacción de los vehículos, donde este calor por medio de una turbina es forzado para trasladarlo y dirigirlo hasta el habitáculo del automóvil.

Bibliografía IACC (2019). Física en procesos industriales. Termodinámica: temperatura, calor y primera ley de la termodinámica. Semana 6. EJEMPLOS (s.f.). 10 Ejemplos de conducción, convección y radiación. Recuperado el 10 de enero de 2020, de https://www.ejemplos.co/10-ejemplos-de-conduccion-conveccion-yradiacion/ NESTIEN (24.11.2010). ¿Cómo funcionan los globos aerostáticos?. Recuperado el 10 de enero de 2020, de https://fisicadiaria.wordpress.com/2010/11/24/%C2%BFcomo-funcionan-losglobos-aerostaticos/