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Mecanismos de transferencia de calor

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Mecanismos de transferencia de calor

Mecanismos de transferencia de calor

La transferencia de calor Es el paso de energa trmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto slido o un fluido, est a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de energa trmica, tambin conocida como transferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio trmico.

Como se da la transferencia de calor? . La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo ms caliente a uno ms fro, como resultado de la Segunda ley de la termodinmica.

Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse ms lenta.

Mecanismos de transferencia de calorLos modos son los diferentes tipos de procesos de transferencia de calor. Hay tres tipos:Conduccin: transferencia de calor que se produce a travs de un medio estacionario -que puede ser un slido o un fluido- cuando existe un gradiente de temperatura.Conveccin: transferencia de calor que ocurrir entre una superficie y un fluido en movimiento cuando estn a diferentes temperaturas.Radiacin: en ausencia de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiacin entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que todas las superficies con temperatura finita emiten energa en forma de ondas electromagnticas.1

Mecanismos de transferencia de calor

CONDUCCINEs el mecanismo de transferencia de calor debido a la interaccin entre partculas adyacentes del medio. No se produce movimiento macroscpico de las mismas. Puede tener lugar en slidos, lquidos y gases aunque es caracterstica de los slidos, puesto que en gases y lquidos siempre se producir conveccin simultneamente.

a presin constante

CONDUCCIONConduccin: transferencia de calor que se produce a travs de un medio estacionario -que puede ser un slido o un fluido- cuando existe un gradiente de temperatura.

La CONDUCTIVIDAD TRMICA ( k ) Es una medida de la capacidad del material para conducir el calor. Sus unidades en el S.I. son: W / ( m* C ). En general, la conductividad trmica depende de la temperatura. En la prctica se evala la conductividad trmica a la temperatura promedio y se considera constante. Para los materiales anistropos ( las propiedades dependen de la direccin que se considere ) la conductividad trmica depende de la direccin considerada. Por ejemplo, la conductividad trmica de la madera en sentido transversal a la fibra es diferente a la que se tiene en sentido paralelo a la misma.

conveccionConveccin: transferencia de calor que ocurrir entre una superficie y un fluido en movimiento cuando estn a diferentes temperaturas.

CONVECCIN La conveccin es el modo en que se transfiere la energa entre una superficie slida y el fluido adyacente ( lquido o gas ) . Comprende los efectos combinados de la conduccin y el movimiento del fluido. Existe movimiento macroscpico de las partculas del fluido. Cuanto ms rpido es el movimiento del fluido mayor es la transferencia de calor por conveccin.

En ausencia de dicho movimiento la transferencia de calor entre una superficie slida y el fluido adyacente sera por conduccin pura.

TIPOS DE CONVECCION CONVECCIN FORZADA: el fluido es forzado a fluir sobre la superficie mediante medios artificiales ( ventiladores, bombas, etc )

CONVECCIN NATURAL: el movimiento del fluido es debido a causas naturales. Las fuerzas de empuje son inducidas por la diferencia de densidad debida a la variacin de temperatura en ese fluido.

Los procesos de transferencia de calor que comprenden cambio de fase de un fluido tambin se consideran conveccin por el movimiento inducido de dicho fluido durante el proceso. Por ejemplo la ascensin de las burbujas de vapor durante la ebullicin o el descenso de las gotas de lquido durante la condensacin.

RADIACIONRadiacin: en ausencia de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiacin entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que todas las superficies con temperatura finita emiten energa en forma de ondas electromagnticas.1

RADIACIN La radiacin es la energa emitida por la materia en forma de ondas electromagnticas ( o fotones ) , como resultado de los cambios en las configuraciones electrnicas de los tomos o molculas. En lo que respecta a la transferencia de calor es de inters la radiacin trmica o forma de radiacin emitida por los cuerpos debido a su temperatura. La radiacin trmica suele corresponder a la banda de frecuencias del infrarrojo. }Todos los cuerpos a una temperatura por encima del 0 absoluto emiten radiacin trmica.

RADIACIONLa radiacin es un fenmeno volumtrico y todos los slidos, lquidos y gases emiten, absorben o reflejan radiacin en diversos grados. Sin embargo la radiacin trmica suele considerarse como un fenmemo superficial para los slidos que son opacos a la radiacin trmica, como los metales, la madera y las rocas, ya que la radiacin emitida por las regiones interiores de un material de este tipo nunca pueden llegar a la superficie y la radiacin incidente sobres esos cuerpos suele absorberse en unas cuantas micras hacia dentro en dichos slidos. A diferencia de la conduccin y la conveccin la radiacin no necesita un medio de transmisin y puede ocurrir en el vaco. La transferencia de calor por radiacin es la ms rapida, a la velocidad de la luz. No sufre atenuacin en el vaco.

RADIACION A diferencia de la conduccin y la conveccin la radiacin no necesita un medio de transmisin y puede ocurrir en el vaco. La transferencia de calor por radiacin es la ms rapida, a la velocidad de la luz. No sufre atenuacin en el vaco.

MECANISMOS SIMULTNEOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR La conduccin y la conveccin no existen simultneamente.

- Puede haber:a ) Radiacinb ) Conduccinc ) Conveccind ) Radiacin + conduccine ) Radiacin + conveccin

- La transferencia de calor en el vaco slo se puede producir por radiacin, puesto que tanto la conduccin como la conveccin requieren la presencia de un medio material.- En caso de existir dos mecanismos simultneamente actan en paralelo.

FIN