Mercadotecnia

Conducción de calor por calor transitorio

En la conducción transitoria la temperatura de un mismo punto del cuerpo varía en el intervalo de tiempo, por lo que el flujo de calor no es constante, es decir la conducción transitoria ocurre en los procesos de enfriamiento o calentamiento de superficies sólidas. Ejemplo: calentamiento de un eje en un horno para darle tratamiento térmico, enfriamiento o calentamiento de paredes de hornos, etc.

La conducción es el transporte de calor a través de una sustancia y tiene lugar cuando se ponen en contacto dos objetos a diferentes temperaturas. El calor fluye desde el objeto que está a mayor temperatura hasta el que la tiene menor. La conducción continúa hasta que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura (equilibrio térmico).

Podemos explicarlo si tenemos en cuenta las "colisiones de las moléculas". En la superficie de contacto de los dos objetos las moléculas del objeto que tiene mayor temperatura, que se mueven más deprisa, colisionan con las del objeto que está a menor temperatura, que se mueven más despacio. A medida que colisionan, las moléculas rápidas ceden parte de su energía a las más lentas. Estas a su vez colisionan con otras moléculas contiguas. Este proceso continúa hasta que la energía se extiende a todas las moléculas del objeto que estaba inicialmente a menor temperatura. Finalmente alcanzan toda la misma energía cinética y en consecuencia la misma temperatura.

Algunas sustancias conducen el calor mejor que otras:

• Los sólidos son mejores conductores que los líquidos y éstos mejor que los gases.

• Los metales son muy buenos conductores del calor, mientras que el aire es un mal conductor.

Conducción Transitoria

• Muchos problemas de transferencia de calor son transitorios, f(t)

• Cambios en las condiciones de operación de un sistema ocasiona variaciones espaciales y temporales de la temperatura dentro de un sólido, hasta que un nuevo estado estacionario sea alcanzado.

• En este capítulo se explicaran procedimientos para determinar la variación de la distribución de temperatura con el tiempo

• Entre las técnicas de solución se tiene: el método de la resistencia interna despreciable, soluciones exactas y aproximadas, y el método de diferencias finitas.

• Nosotros nos concentraremos en el método de la resistencia interna despreciable y el de las diferencias finitas

Ejemplo

Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por qué los buenos conductores eléctricos también tienden a ser buenos conductores del calor. En 1822, el matemático francés Joseph Fourier dio una expresión matemática precisa que hoy se conoce como ley de Fourier de la conducción del calor. Esta ley afirma que la velocidad de conducción de calor a través de un cuerpo por unidad de sección transversal es proporcional al gradiente de temperatura que existe en el cuerpo (con el signo cambiado).

Transferencia de calor por convección:

La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por medio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales

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