TEMA 9 CALORIMETRÍA Y TRANSFERENCIA DE CALOR

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