La transferencia de calor por conducción

RESUMEN

El tema llevado a cabo fue transferencia de calor por conducción el cual afirma que “se intercambia energía térmica entre dos cuerpos que se encuentran a diferentes temperaturas”. Por lo tanto esto fue lo que comprobó en el laboratorio.

Se inició con una explicación acerca del tema dirigida por el docente, el cual nos aclaró conceptos, formulas y entre otras cosas, las cuales eran necesarias para poder llevar a cabo el procedimiento en el laboratorio.

El Docente nos brindó los materiales utilizados en esta experiencia, comenzamos introduciendo los parámetros y formulas en el Cassy Lab, introducimos la lámina de aluminio y la placa de poliestireno en la cámara térmica, procedemos a conectarla a la fuente de corriente, esta lleva dos sondas las cuales son introducidas a un lado de la caja, las cuales son las encargadas de tomar la temperatura que es trasmitida de un cuerpo a otro. Luego hicimos el mismo procedimiento pero con la placa de cartón enyesado y la placa de madera prensada.

Luego finalizamos esta experiencia, con cada resultado obtenido de los diferentes materiales utilizados, los cuales tenemos que exponer y explicar en este informe.

INTRODUCCIÓN

La transferencia de calor por conducción, consiste en la transferencia de calor entre dos puntos de un cuerpo que se encuentran a diferente temperatura sin que se produzca transferencia de materia entre ellos.

Con el siguiente informe describiremos la experiencia obtenida en el laboratorio poniendo en práctica la teoría dada por el profesor, describiremos los métodos utilizados en el laboratorio y explicaremos las conclusiones a las cuales llegamos cuando termínanos la practica en el laboratorio.

Analizaremos cada una de los resultados que obtuvimos gracias al montaje entregado por el docente, dicho montaje está compuesto por el Cassy Lab, cámara térmica, placas de: poliestireno, cartón enyesado y placa de madera prensada.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

• Observar el fenómeno de transferencia de calor por conducción a través de una pared compuesta de dos palcas diferentes.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Determinar el flujo de calor a través de una pared compuesta por dos placas mediantes modelos matemáticos incluidos en el software.
• Determinar el flujo de calor a través de una sola placa.
• Observar cuál de las placas estudiadas conduce mejor el calor.

MARCO TEÓRICO

La conducción es el mecanismo de transferencia de calor a través de la materia por actividad molecular, por el choque de unas moléculas con otras, donde las partículas más energéticas le entregan energía a las menos energéticas, produciéndose un flujo de calor desde las temperaturas más altas a las más 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 plásticos se llaman aislantes. La conducción de calor sólo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor. Para un volumen de espesor ∆x, con área de sección transversal A y cuyas caras opuestas se encuentran a diferentes T1 y T2, con T2 > T1, se encuentra que el calor ∆Q transferido en un tiempo ∆t fluye del extremo caliente al frío. Si se llama H (en Watts) al calor transferido por unidad de tiempo, la rapidez de transferencia de calor H = ∆Q/∆t, está dada por la ley de la conducción de calor de Fourier.

El calor es la energía intercambiada entre un cuerpo y su entorno por el hecho de encontrarse a distinta temperatura. El calor, como el trabajo, es energía en tránsito, por lo que se puede entender también como un método para transferir energía.

La transferencia de calor es un proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. Esta siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la Segunda Ley de la Termodinámica, El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción.

La conducción es una transferencia de calor entre los cuerpos sólidos. La conducción de calor sólo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor.

Por convección. Es un sistema de transferencia de calor interviene un fluido (gas o líquido) en movimiento que transporta la energía térmica entre dos zonas, y puede ser de dos formas forzada o natural.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

En esta experiencia utilizamos los siguientes materiales: una cámara para medición calorífica con caja aislante, placa de poliestireno, placa de cartón enyesado y una placa de madera prensada.  

Primero se procedió a conectar la cámara térmica, después introducimos la lámina de aluminio lacada en negro con este lado hacia la fuente de calor, dentro de la cámara térmica, luego colocamos la placa de poliestireno, previamente a esta se le coloco las plaquitas de aluminio en las entalladuras circulares que esta tiene, con el fin de obtener un buen contacto térmico entre la placa de aluminio y la placa de poliestireno, luego introducimos las dos sondas por el canal de medición que se encuentra, a un costado de la caja térmica entre la placa de aluminio y la placa de poliestireno, tratando de que la punta de la sonda pasara por el canal que posee la placa de polietileno y llegue a la entalladura circular que esta tiene.

Este mismo procedimiento se  realizó con las otras dos placas, la placa de cartón enyesado y madera prensada.

MATERIALES

• Cámara para mediciones calorimétricas con caja aislante.
• Sondas térmicas.
• Termo acumulador de aluminio.
• Materiales de pared.
• Placa de poliestireno.
• Placa de cartón enyesado.
• Placa de virutas de madera prensada.
• Placas de aluminio lacadas de negro por un lado.
• Placas de aluminio sin lacar.
• Calentador de placas.

ANALISIS Y CONCLUSION

Poliestireno

[pic 1]

En esta grafica se puede  observar la rapidez con que se transporta el calor, el poliestireno es un  gran transportador de calor como se pudo observar en la gráfica ya que H/W nos da muy elevado al cabo de 10 minutos, este el material que mayor calor conduce de todos los materiales estudiados en la experiencia.

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