INFORME DE LABORATORIO 1: CONDUCCION Y CONVECCION

INFORME DE LABORATORIO 1: CONDUCCION Y CONVECCION.

Duvan Felipe Teatino Forero

Código: 20162376

UNIVERSIDAD PEDGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA

FACULTAD SECCIONAL DUITAMA

2021-1

INFORME DE LABORATORIO 1: CONDUCCION Y CONVECCION.

Duvan Felipe Teatino Forero

Código: 20162376

Ingeniería Electromecánica

Carlos Eduardo Pinto Salamanca

Ing. Electromecánico - Msc. Ciencia de materiales.

UNIVERSIDAD PEDGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA

FACULTAD SECCIONAL DUITAMA

TERMICAS II

2021-1

1. INTRODUCCION.

En los procesos físicos y químicos ocurridos en la industria, en los quehaceres del hogar, en la rutina diaria y en el transcurso del tiempo del medio ambiente, se producen intercambios y/o transformaciones energéticas para su completo funcionamiento y desarrollo, en estas intercambios y transformaciones aparece la energía en forma de calor que de alguna manera se pierde o se gana de un sistema, debido a su generación por una fuente externa o producto de perdidas como la fricción y el impacto.

Este calor debe propagarse o transferirse de tal manera que siempre exista un equilibrio térmico entre los elementos del sistema, el sistema y su entorno. Las maneras en que puede transferirse este calor es por conducción que es cuando se transmite la energía por la interacción cercana que existe entre moléculas, por convección que es cuando la energía es transportada por las moléculas de un lugar a otro y por radiación que es cuando la energía se propaga a través de ondas electromagnéticas.

Este fenómeno de la transferencia de calor se convierte en un tema de gran interés para la ingeniería ya que esta involucrado en todos los procesos de diseño, y se requiere conocer factores como la velocidad de transferencia, la capacidad térmica, entre otras, para poder obtener resultados deseados y evitar accidentes. Es por esta razón que el estudio parte primeramente con la observación del fenómeno y la recolección de datos importantes como temperatura, volumen, presión y tiempo, datos que luego servirán para explicar comportamientos, reacciones y consecuencias de los intercambios de calor.

1. RESUMEN.

El trabajo de la observación y experimentación son de vital importancia y el primer paso para el análisis y estudio de algún fenómeno, es por ello que aquí se realizó un trabajo experimental con respecto a la Transferencia de calor para comprender su comportamiento y la forma en que se transmite el calor. Este trabajo se divide en dos experimentos uno para el estudio de la convección que consiste en calentar y enfriar agua en condiciones diferentes, tales como tamaño de recipiente, intensidad de la llama, y método de enfriamiento, el otro experimento es para estudiar la conducción que consiste en ubicar estratégicamente unos clips que nos permitirán ir identificando el paso del calor a través del material y el tiempo en que se va propagando.

Acá se encuentran los registros de cada una de las magnitudes de interés como distancias, temperaturas, tiempos de ebullición y tiempos de enfriamiento a temperatura ambiente, entre otras. Finalmente se discutirán los datos y resultados para entender ciertos comportamientos e identificar posibles variables que influyeron en el fenómeno y afectaron los resultados.

1. AUTOEXAMEN.

1. ¿Qué es un mecanismo de transferencia de calor, cuales existen y que diferencia tienen entre ellos?
2.  Definir las siguientes propiedades físicas: Estructura cristalina, Densidad, Punto de fusión, Presión de vapor, Viscosidad, Porosidad, Permeabilidad, Reflectividad, Transparencia, Estabilidad dimensional, Estabilidad térmica, Permeabilidad magnética.

1. Estructura cristalina: Es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio.
2. Densidad: la densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia o un objeto sólido.
3. Punto de fusión: de una sustancia es la temperatura a la que cambia de estado de sólido a líquido. En el punto de fusión, la fase sólida y líquida existen en equilibrio.
4. Presión de vapor:  es la presión que ejerce la fase gaseosa o vapor sobre la fase líquida en un sistema cerrado a una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio dinámico.
5. Viscosidad: se refiere a la resistencia que poseen algunos líquidos durante su fluidez y deformación.
6. Porosidad: es una medida de espacios vacíos en un material, y es una fracción del volumen de huecos sobre el volumen total, entre 0-1, o como un porcentaje entre 0-100 %.
7. Permeabilidad: es la capacidad que tiene un material de permitirle a un fluido que lo atraviese sin alterar su composición.
8. Reflectividad: es la fracción de radiación incidente reflejada por una superficie. En general debe tratársela como una propiedad direccional, en función de la dirección reflejada, de la dirección incidente, y de la longitud de onda incidente.
9. Transparencia: Es una cualidad que tienen algunos objetos o materias a través de los cuales pasa la luz y se puede ver.
10. Estabilidad dimensional: es la capacidad de los polímeros para mantener su tamaño incluso bajo condiciones ambientales cambiantes. Por tanto, un plástico dimensionalmente estable tiene una baja absorción de humedad y baja dilatación térmica.
11. Estabilidad térmica: es la capacidad de un material para resistir un cambio (en su forma física o de tamaño) conforme cambia su temperatura.
12. Permeabilidad magnética: es la capacidad que tienen los conductores de afectar y ser afectados por los campos magnéticos, así como la capacidad de convertirse en fuentes de estos, es decir, capacidad para crearlos sin la necesidad de corrientes externas.

1. Definir las siguientes Propiedades térmicas: Conductividad, Calor específico, Coeficiente de expansión térmica, Emisividad/absorción, Ablandamiento, Resistencia al fuego, Punto de ignición, temperatura de transición vítrea, punto de degradación.

1. Conductividad: La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras, la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia para transferir la energía cinética de sus moléculas a otras adyacentes o a sustancias con las que está en contacto.
2. Calor específico: es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad; esta se mide en varias escalas.
3. Coeficiente de expansión térmica: es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente cambia de temperatura provocando una dilatación térmica.
4. Emisividad: es la medición de la capacidad de un objeto de emitir energía infrarroja. El valor de la emisividad se calcula por la proporción de radiación térmica emitida por una superficie u objeto debido a una diferencia de temperatura con su entorno.
5. Resistencia al fuego: es la propiedad de un sistema para resistir el fuego y continuar proporcionando la función prevista y/o proporcionar la contención de un incendio durante un período de tiempo concreto.
6. Punto de ignición: punto de inflamación o punto de incendio de una materia combustible al conjunto de condiciones físicas necesarias para que la sustancia empiece a arder al acercar una fuente de calor y se mantenga la llama una vez retirada la fuente de calor externa.
7. Temperatura de transición vítrea: es la temperatura a la que se da una pseudotransición termodinámica en materiales vítreos, por lo que se encuentra en vidrios, polímeros y otros materiales inorgánicos amorfos.

1. MARCO REFERENCIAL

1. MARCO TEORICO.

La transferencia de calor es el proceso por el cual se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que tienen diferente temperatura. Existen tres formas de transferencia del calor entre los cuerpos y las sustancias: conducción, convección, y radiación que se tratara en otro trabajo.

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