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Leyes de Transferencia de Calor
Leyes de Transferencia de Calor
Leyes de Transferencia de Calor
MATERIA: TERMODINÁMICA
GRUPO: “A”
Solución: con 𝐿1 = 𝐿2 = 𝐿:
(𝑇1 − 𝑇) (𝑇 − 𝑇2 )
𝐻𝑜𝑟𝑜 = 𝑘1 𝐴 𝑦 𝐻𝑝𝑙𝑎𝑡𝑎 = 𝑘2 𝐴
𝐿 𝐿
Cuando se alcanza el estado estacionario, estos dos valores son
iguales:
(𝑇1 − 𝑇) (𝑇 − 𝑇2 )
𝐻𝑜𝑟𝑜 = 𝐻𝑝𝑙𝑎𝑡𝑎 → 𝑘1 𝐴 = 𝑘2 𝐴
𝐿 𝐿
𝑘1 (𝑇1 − 𝑇) = 𝑘2 (𝑇 − 𝑇2 )
Despejando la temperatura T, con 𝑘1 del oro y 𝑘2 de la plata, valores
obtenidos de la tabla 1:
𝑘1 𝑇1 + 𝑘2 𝑡2 314𝑥353 + 427𝑥303
𝑇= = = 324.2𝐾 = 51.2°𝐶
𝑘1 + 𝑘2 314 + 427
La convección es transferencia de calor por movimiento de una masa
de fluido de una región del espacio a otra. Como ejemplos conocidos
tenemos los sistemas de calefacción domésticos de aire caliente y de
agua caliente, el sistema de enfriamiento de un motor de combustión y
el flujo de sangre en el cuerpo. Si el fluido circula impulsado por un
ventilador o bomba, el proceso se llama convección forzada; si el flujo
se debe a diferencias de densidad causadas por expansión térmica,
como el ascenso de aire caliente, el proceso se llama convección
natural o convección libre. La convección libre en la atmósfera
desempeña un papel dominante en la determinación del estado del
tiempo, y la convección en los océanos es un mecanismo importante de
transferencia global de calor.
Ley de Stefan
Todos los objetos emiten energía, cualquiera sea su temperatura, por
ejemplo, el sol, la tierra, la atmosfera, los polos, las personas, etc. La
energía radiada por el sol a diario afecta nuestra existencia en diferentes
formas. Esta influye en la temperatura promedio de la tierra, las
corrientes oceánicas, la agricultura, el comportamiento de la lluvia, etc.
Considerar la transferencia de radiación por una superficie de área A,
que se encuentra a una temperatura T. La radiación que emite la
superficie se produce a partir de la energía térmica de la materia limitada
por la superficie. La rapidez a la cual se libera energía se llama potencia
de radiación H, su valor es proporcional a la cuarta potencia de la
temperatura absoluta. Esto se conoce como la ley de Stefan (Joseph
Stefan, austriaco, 1835-1893), que se describe como:
Una carretera de superficie ennegrecida a una temperatura
de 320K recibe energía radiante del sol por un valor de 700W/𝑚2 .
Calcular la radiación neta ganada por cada 𝑚2 de la superficie de la
carretera.
Solución: la energía que emite la superficie de la carretera es:
𝐻 = 𝜀𝜎𝐴𝑇 4
𝑊 𝐻 𝑊
𝐻 = 1𝑥5.67𝑥10−8 𝐴(320𝐾) 4
→ = 594.5
𝑚2 𝐾 4 𝐴 𝑚2
Como del sol recibe 700W/𝑚2 , la radiación neta es:
𝐻 𝑊
𝑛𝑒𝑡𝑎 = 700 − 594.5 = 105.5 2
𝐴 𝑚
https://www.lifeder.com/transferencia-de-calor/
https://www.fisic.ch/contenidos/termodin%C3%A1mica/trasfer
encia-del-calor/
Young, H. D., Freedman, R. A., & Flores, V. A. (2009). Física
Universitaria. Sears-Zemansky (Vol 1). México: Pearson
Educación
https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34475/1/Mecanismo
s%20de%20transmisi%C3%B3n%20de%20calor%20%28CO
NDUCCION%2C%20CONVECCION%2C%20RADIACION%2
9.pdf
http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-165.htm