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8/18/2019 lab1 transferencia de calor
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Introducción
La conductividad térmica es una propiedad física que describe la capacidad de unmaterial de transferir calor por conducción, esto es, por contacto directo y sinintercambio de materia. Es una magnitud intensiva (no depende de la cantidad de
materia) y la propiedad inversa es la resistividad térmica. La energía térmicasiempre fluye de forma espontnea de mayor a menor concentración, esto es, decaliente a frío. Esto implica que la transmisión de calor por conducción se da de uncuerpo a otro que est a menor temperatura o entre !onas de un mismo materialpero con temperatura diferente.
"undo las moléculas de una parte del ob#eto se calientan, pueden moverse yc$ocar entre sí transfiriendo la energía térmica a otras moléculas del ob#eto. En elcaso de los sólidos, cundo se calientan sus partículas vibran ms rpido$aciendo que las partículas adyacentes vibren también ms rpido al transferir elcalor. La partícula que transfiere la energía se enfría y su movimiento se $ace mslento, y la partícula que absorbe la energía se calienta y se mueve o vibra msrpido. Esto contin%a $asta que el ob#eto alcan!a el equilibrio térmico.
La conductividad térmica e&presa la capacidad de un material dado en conducir elcalor, y es propia e in$erente de cada material. 'ara obtener el valor de laconductividad térmica lo %nico que nos falta es $allar una e&presión que nospermita determinar el calor transferido el cul ser calculado en esta e&periencia.
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. "alcule la media aritmética de las pendientes obtenidas por regresión lineal enel paso anterior para las tres secciones de la barra.
Para 30W:egmento *
y + -./0& 1 2/.34
y + -./0(4) 1 2/.34 + 2/.34
y + -./0(4.45) 1 2/.34 + 22.5
y + -./0(4.4-) 1 2/.34 + 23.6-0
y + -./0(4.43) 1 2/.34 + 24.23/
´ X =69.308+66.418+63.527+60.639
4=64.97
egmento 7
y + 5-4.06& 1 24.4/2
y + 5-4.06(4.43) 1 24.4/2 + 6./4
y + 5-4.06(4.463) 1 24.4/2 + 63.2/2
y + 5-4.06(4.423) 1 24.4/2 + 6-./
´ X =54.904+53.696+52.489
3=53.7
egmento "
y + 5-.63& 1 60.-25
y + 5-.63& 1 60.-25 + 2.5
y + 5-.63& 1 60.-25 + .05/
y + 5-.63& 1 60.-25 + 3.-/3
y + 5-.63& 1 60.-25 + 5.2
y + 5-.63& 1 60.-25 + 4.-
y + 5-.63& 1 60.-25 + 3/.450
8
4
4.45
4.4-
4.43
&
4.4
3
4.46
3
4.42
3
8
4.40
4.4
4.4/
4.54
4.55
4.5-
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´ X =46.144+44.719+43.293+41.868+40.442+39.017
6=42.581
6. 9etermine la conductividad térmica del material por medio de la Ley de :ourierde la conducción de calor.
Para 30W:
egmento *;
Q́=−kA dt
dx=(−52.03 W m°C )(π ∙0.0252 )m2 (−288.97 )° C /m=29.52W
egmento 7;
Q́=−kA dt
dx=(−52.03 W m°C )(π ∙0.0252 )m2 (−120.75 ) °C /m=12.34W
egmento ";
Q́=−kA dt
dx=(−52.03 W m°C )(π ∙0.0252 )m2 (−142.53 ) °C /m=14.56W
Q́ AC =29.52+12.34+14.563
=18.81W
"onductividad de calor;
k = Q́
A dt
dx
= 18.81W
(π ∙0.0252m2)(242.38° C /m)=39.54W /m°C
emperatura69.96
65.76
62.888
61.285
54.665
54.173
52.25
42.562
38.209
37.133
78.69829.204
29.675
romedio =
52.03
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"onclusión• Se pudo observar como diferentes tipos de materiales afectan la
transferencia de calor en un cuerpo, y que al haber un cambio en elsistema se modican todos los valores de la variación detemperatura en el sistema a lo largo del eje donde se da latransferencia de calor.