TEMA 9 CALORIMETRÍA Y TRANSFERENCIA DE CALOR
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TEMA 9 CALORIMETRÍA Y TRANSFERENCIA DE CALOR
TEMA 9 CALORIMETRÍA Y TRANSFERENCIA DE CALOR 9.1. Calor. Calor: Transferencia de energía que se produce en virtud de la diferencia de temperaturas. Caloría: energía térmica necesaria para elevar 1 ºC la temperatura de un gramo de agua de 14.5 14 5 ºC C a 15.5 15 5 ºC C a 1 atm de presión. presión 1 cal = 4.187 J. 9.2 .Calorimetría. Calor específico. δ Q = mcx dT cx : calor específico a x constante Cx = mcx J /K Cx : capacidad calorífica a x constante Si son independientes de la temperatura: Q = mcx (T2 − T1 ) = = C x (T2 − T1 ) cP J / kgK cV 9.2.Calorimetría. Cambios de fase. Calor latente. Q = Lm L: calor latente Lf J / kg LV Los cambios de fase llevan aparejado un intercambio de calor sin que varíe la temperatura del sistema. 9.3. Mecanismos de transmisión del calor. Conducción térmica: La transmisión del calor por conducción térmica entre dos cuerpos requiere el contacto directo entre éstos y tiene lugar sin que haya transporte de masa. Convección térmica: Se da exclusivamente en los fluidos y existe transporte macroscópico de masa fluida. Radiación térmica: Todo cuerpo con una temperatura superior al cero absoluto emite (absorbe) energía electromagnética 9.4. Transmisión del calor por conducción en paredes y tuberías. Ley de Fourier. S dT & Q = − kS dx dT dx dx k Ley de Fourier. Fourier Gradiente de temperatura Coeficiente de conductividad térmica W / mK k −1 Resistividad térmica 9.4. Transmisión del calor por conducción en paredes y tuberías. Ley de Fourier. 9.4. Conducción a través de una pared plana y de un tubo cilíndrico. T1 − T2 & Q= d / kS Q& = T1 − T2 1 r2 ln 2π Lk r1 9.4. Resistencia térmica T1 − T2 & Q= R d R= kS 1 r2 R= ln 2π Lk r1 9.4. Asociación en serie. T0 − T2 & Q= Req N Req = ∑ Ri i =1 9.4. Asociación en paralelo. TI − TD & Q= Req N 1 1 =∑ Req i =1 Ri 9.5. Intercambio de calor entre sólidos y fluidos en contacto. Q& = α S (Tp − T f ) α : coeficiente de convección o de película W / m2 K