TEMA 9 CALORIMETRÍAY ...faeuat0.us.es/ff/Carpetas\Extra/TEMA 9(MG).pdf9.1. Calor. Calor:...

TEMA 9CALORIMETRÍA Y TRANSFERENCIACALORIMETRÍA Y TRANSFERENCIA

DE CALOR

9.1. Calor.

Calor:Calor:Transferencia de energía que se produce en virtud de la diferencia detemperaturas.

Caloría:energía térmica necesaria para elevar 1 ºC la temperatura de ungramo de agua de 14 5 ºC a 15 5 ºC a 1 atm de presióngramo de agua de 14.5 C a 15.5 C a 1 atm de presión.

1 cal = 4.187 J.

9.2 .Calorimetría. Calor específico.

xQ mc dTδ =

cx : calor específico a x constante

cP/J kgK

cVx xC mc= /J K

Cx : capacidad calorífica a x constante

Si son independientes de la temperatura:

2 1

2 1

( )( )x

x

Q mc T TC T T

= − =

= −2 1( )x

9.2.Calorimetría. Cambios de fase. Calor latente.

Q Lm=

L: calor latente

Lf LV/J kg

Los cambios de fase llevan aparejado un intercambio de calor sin que varíeLos cambios de fase llevan aparejado un intercambio de calor sin que varíela temperatura del sistema.

9.3. Mecanismos de transmisión del calor.

Conducción térmica:La transmisión del calor por conducción térmica entre dos cuerpos requiereel 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 demasa 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.

Ley de FourierdTQ kS= −&

S Ley de Fourier.Q kSdx

=

dT

S

Gradiente de temperaturadTdx

Coeficiente de conductividad térmicadx k

Resistividad térmica1k −/W mK

k

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.

1 2T TQ −& 1 2T TQ −&1 2

/Q

d kS= 1 2

2

1

1 ln2

Q rLk rπ

=

12 Lk rπ

9.4. Resistencia térmica

1 2T TQR−

=&

dRkS

= 21 ln2

rRLk rπ

=kS 12 Lk rπ

9.4. Asociación en serie.

N

1

N

eq ii

R R=

=∑0 2

eq

T TQR−

=&eq

9.4. Asociación en paralelo.

1

1 1N

ieq iR R=

=∑I D

eq

T TQR−

=&eq ieq

9.5. Intercambio de calor entre sólidos y fluidos en contacto.

( )p fQ S T Tα= −&

α : coeficiente de convección o de película 2/W m K