Equilibrio trmico

Al estar en el mismo espacio fsico dos cuerpos de distinta temperatura, se equilibran

trmicamente.

Para este equilibrio el de mayor temperatura libera energa y el de menor temperatura la absorbe.

Calor

Se expresa como energa (Q) o como caudal (V)

Temperatura

Expresa el estado de agitacin de cada una de las molculas de un cuerpo.

Q=du/dt=MCdT/dt

Transferencia de calor: es un proceso dinmico en el cual se transmiten calor desde un medio

caliente a un medio frio

La velocidad de transmisin depende de la diferencia de temperaturas existentes entre ellas y es

menor cuanto ms grande sea la variacin de calor.

Mecanismos de transmisin

Conduccin

Transferencia de energa desde cada porcin de materia a la materia adyacente por contacto

directo, sin intercambio, mezcla o flujo de cualquier material.

Conveccin

Es la transferencia de calor mediante la mezcla interna de varias partes del material se produce

mezclando e intercambiando materia

Conveccin natural

El origen del mezclado es la diferencia de densidades que acarrean una diferencia de temperatura

Conveccin forzada

La causa del mezclado es un agitador mecnico o la diferencia de presin impuesta exteriormente

(ventilador)

Radiacin

Transfiere la energa radiada por ondas electromagnticas emanadas por los cuerpos calientes y

absorbidos por los cuerpos fros

Conduccin de calor

Mecanismos de transferencia de calor en escala atmica producida por el choque de unas

molculas con otras donde las partculas ms energticas le entregan energa a las menos

energticas.

Generalidades

-se produce el flujo de calor desde las T ms altas a las T ms bajas

-ocurre a travs de un material fijo

-flujo de calor circula a graves de medios solidos por la vibracin interna de las molculas y de los

electrones libres y choques entre ellas

-los mejores conductores de calor son los metales, los malos conductores son aislantes

Energa: es la capacidad de realizar un trabajo.

-trmica, elctrica, mecnica, qumica, cinemtica, potencial y nuclear.

-la suma de estas energas se denomina E, la energa total por unidad de masa e

Energa interna: sumatoria de las formas de energa microscpicas relacionadas con la estructura

actividad molecular de un sistema.

-energa o calor sensible: energa interna asociada con la energa cintica de las molculas.

-energa o calor latente: energa interna relacionada con la fase

-la fase gaseosa est en un mayor nivel de energa interna que las fases liquida y slida.

Energa qumica: energa interna asociada con los enlaces atmicos en una molcula

Energa nuclear: asociada con los enlaces en el interior del ncleo del tomo.

UNIDADES DE ENERGIA

Joule=1 N.m=1kg.m2/s2

1Btu=1.055056 KJ=1KJ

CALORIA: energa necesaria para elevar 1C la T de 1 g de agua a 14.5C

1cal=4.1868 J

LIMITACION DE LA ECUACION DE LA DIFUSION EN 3D

-medio incompresible (no se tom en cuenta la expansin)

-no hay conveccin puede ser liquido siempre y cuando este quieto

A QUE SE DEBE LA CONDUCCION?

Al entregar calor a la sustancia, las partculas dentro de esta van a comenzar a interactuar,

moverse, ganar energa y varan su condicin esttica a mvil.

Estas variaciones interactuarn con las partculas adyacentes y as sucesivamente hasta pasar por

toda la sustancia.

Primer mecanismo (fluidos): interaccin molecular, mayor movilidad de las molculas con un

mayor nivel de energa (T) que pasa a molculas adyacentes con menor nivel de energa

Segundo mecanismo (solidos): vibracin (interaccin de e- en el caso de conductores)

Conductividad trmica: en trminos matemticos, es la relacin que existe entre el flujo de calor y

la razn de variacin de T con respecto a la distancia

K=-qx/(dT/dx)

Por lo general es una propiedad isotrpica, es decir que es igual en todas direcciones,

independiente de la direccin

Cond. Trmica de un slido: se deriva de la ec. Matemticas de Wiedeman, Franz y Lorentz.

El mecanismo de conduccin de calor es anlogo al mecanismo de conduccin elctrica

Cond. Trmica de un lquido: en trminos generales se tiene interacciones ms complejas entre

partculas que en los solidos

Cond . trmica en gases: se deriva de la teora cintica de los gases

1. Se considera la sumatoria de los flujos de energa asociados a las molculas que pasan la

superficie de control

2. El nmero de molculas involucradas est relacionada con el promedio aleatorio de la

velocidad