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UNIDAD 2
TRANSFERENCIA DE CALOR
INTRODUCCION A LA TRANSFERENCIA DE CALOR
Transferencia de Calor: El calor se transfiere, o se transmite, de cosas más calientes a cosas más frías. Si están en contacto varios objetos con temperaturas distintas, los que están más calientes se enfrían y los que están más fríos se calientan.
En física, transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.
EL CALOR es una forma de energía, y sus unidades de medida son el Joule (J) y la caloría (cal) (1 cal = 4,186 J) En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad de calor es la misma de energía, es decir el Joule.
Si expresamos el calor en calorías y el trabajo en Joules o julios (J), se tiene la siguiente equivalencia entre Joules y Calorías:
1 caloría = 4,186 Joule y la relación inversa es: 1 J = 0,24 cal
UNIDADES PARA MEDIR CALOR: Caloría: Unidad de energía térmica, de símbolo cal, que equivale a la cantidad de calor necesaria para elevar un grado centígrado la temperatura de un gramo de agua: una caloría equivale a 4, joules. Kilocaloría: Es la cantidad de calor que debe extraerse o transferirse a 1 kilogramo de agua para cambiar su temperatura en 1º C. Se abrevia kcal.
BTU: (British Thermal Unit) es la energía requerida para levantar la temperatura de una libra de agua por un grado Fahrenheit
TEMPERATURA
- (^) Es una medida de la energía cinética media que tienen las moléculas. A mayor temperatura mayor agitación térmica (mayor energía cinética media).
- Es una magnitud “intensiva”, es decir, no depende de la masa del sistema.
- Dos cuerpos con diferentes temperaturas evolucionan siempre de forma que traten de igualar sus temperaturas (equilibrio térmico).
- (^) Para medir T se utilizan los termómetros que se basan en la dilatación de los líquidos (normalmente mercurio).
El porqué se habla en grados centígrado, Kelvin o Fahrenheit Cada uno de estos nombres son según el inventor de las escalas, la escala Fahrenheit es muy usada en los EE.UU. donde el grado 0 se tomó en base a una solución de hielo de agua de sal, y el punto superior como la temperatura del cuerpo humano, aunque siendo esta de 960 F.
La escala de grados Celsius es la más usada, y tiene como punto más bajo 00C, que es el punto de congelamiento del agua y el máximo es 1000C, que es el punto de evaporación del agua. Como podemos ver, las escalas Fahrenheit y Celsius son relativas, es decir, el punto correspondiente a cero fue establecido arbitrariamente por los inventores.
Algunas veces es necesario utilizar escalas que no sean relativas sino absolutas. ¿Pero qué significa una escala absoluta?
En una escala absoluta , el punto perteneciente al cero corresponde a la temperatura mínima que el hombre cree que puede existir. Esta temperatura mínima, está relacionada con las leyes de los
2) Convertir 35°C a K
Fórmula a aplicar K = °C + 273 Remplazo: K = 35 + 273 K = 308
3) Convertir 58 °F a °C
Fórmula a aplicar °C = 5/9 (°F - 32) Remplazo: °C = 5/9 (58 - 32) °C = 5/9 ( 26) °C = 5(26) / 9 °C = 130/ 9 °C = 14,
4) Converitr 25 °C a F
Fórmula a aplicar: F = 1,8 °C+ 32 F = 1,8 (25) + 32 F = 45 + 32 F = 77
5) Convertir 85°F a K
Primera fórmula a aplicar: °C = 5/9 (°F - 32) Remplazo: °C = 5/9 ( 85-32) °C = 5/9 ( 53) °C = 5(53) / 9 °C = 265 / °C = 29,
Segunda fórmula a aplicar: K = °C + 273 K = 29,4 + 273 K = 302,
6) Convertir 309 K a F
Primera fórmula a aplicar: °C = K- Remplazo: °C = 309 - 273 °C = 36
Segunda fórmula a aplicar: F = 1,8 °C + 32 F = 1,8 (36) + 32 F = 64,8 + 32 F = 96,
Formas de transferencia de calor
- Conducción: Se da fundamentalmente en sólidos. Al calentar un extremo. Las moléculas adquieren más energía y vibran sin desplazarse, pero comunicando esta energía a las moléculas vecinas.
- (^) Convección: Se da fundamentalmente en fluidos (líquidos y gases). Las moléculas calientes adquieren un mayor volumen y por tanto una menor densidad con lo que ascienden dejando hueco que ocupan las moléculas de más arriba.
- Radiación: Se produce a través de ondas electromagnéticas que llegan sin necesidad de soporte material. De esta manera nos calienta un radiador o nos llega el calor del sol.
