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Informe 2 Lab de OPEII
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XAVIER DE CHUQUISACA
FACULTAD DE TECNOLOGÍA
INFORME# 2
Tema: CONDUCCIÓN
Universitarios:
de transmisión de calor basado en el contacto directo entre los cuerpos, sin intercambio de materia,
porque el calor fluye desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura que está
en contacto con el primero. La propiedad física de los materiales que determina su capacidad para
la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.
La transmisión de calor por conducción, entre dos cuerpos o entre diferentes partes de un cuerpo,
a colisiones aleatorias de las moléculas; en un sólido depende del intercambio de electrones libres
Para el caso simplificado de flujo de calor estacionario en una sola dirección, el calor transmitido
Siempre que existe un gradiente de temperaturas en un sistema o siempre que dos cuerpos con
diferentes temperaturas se ponen en contacto, se transfiere energía. Este proceso se conoce como
2. OBJETIVOS:
2.2.Objetivos Específicos:
❖ Determinar las temperaturas promedio (Tfi) y el calor para cada pequeña área (qi).
3. MARCO TEÓRICO:
La conducción de calor requiere que haya un medio (a diferencia de la radiación, que se propaga
- Ley de Fourier: Esta ley establece que el flujo de calor entre dos cuerpos es directamente
sólo puede fluir del cuerpo más caliente hacia el más frío. Las trayectorias mecánicas, por el
contrario, son reversibles: siempre puede imaginarse el proceso inverso. En su Teoría Analítica del
Calor, Fourier dice: “Hay una variedad de fenómenos que no se producen por fuerzas mecánicas,
sino que resultan exclusivamente de la presencia y acumulación del calor”. Esta parte de la
Filosofía Natural no puede explicarse bajo las teorías dinámicas, sino que posee principios suyos
Se produce conducción del calor, cuando en las diversas partes de un cuerpo a distinta temperatura,
(Equilibrio Térmico).
El calor 𝛿𝑄 transmitido a través de una placa de espesor 𝑑𝑥 y de área 𝐴, que separa dos medios
con una diferencia de temperaturas 𝑑𝑇, durante un intervalo 𝑑𝑡, viene dado por:
δQ dT
= −k ∗
A ∗ dt dx
Según esta ecuación, el flujo de calor (calor transferido por unidad de área y tiempo) es
característico del material. El signo negativo se toma para que 𝛿𝑄 tenga signo opuesto al
La ecuación anterior ha de ser integrada en 𝑥 para dar el calor conducido a través de un espesor
𝛿𝑄 ∆𝑇
= −𝑘 ∗ 𝐴 ∗
𝑑𝑡 ∆𝑥
𝑑𝑇
𝑞 = −𝑘 ∗ 𝐴 ∗
𝑑𝑥
𝜆 o 𝑘.
[𝐵𝑇𝑈⁄ℎ ∗ 𝑓𝑡 ∗ º𝐹] en el Sistema Anglosajón. Expresa la cantidad o flujo de calor que pasa a través
de la unidad de superficie de una muestra del material, de extensión infinita, caras plano paralelas
y espesor unidad, cuando entre sus caras se establece una diferencia de temperaturas igual a la
La conductividad térmica es una propiedad de transporte, cuyo valor para gases, líquidos y sólidos
unidades son: J/Kcms. Los buenos conductores térmicos tienen constantes elevadas k(Cu(s)) =
10J/Kcms. Los malos conductores térmicos poseen constantes pequeñas k(CO2(g)) = 10−4J/Kcms
La Ley de Fourier también puede escribirse en función del flujo de calor por unidad de tiempo y
1 𝑑𝑞 𝑑𝑇
𝐽= = −𝑘
𝐴 𝑑𝑡 𝑑𝑥
La transferencia de calor en los gases tiene lugar por colisiones moleculares. Las moléculas de
temperatura más alta tienen mayor energía y en las colisiones ceden parte de esta energía a las
moléculas de menor temperatura. Dado que las moléculas de gas tienen gran libertad de
movimiento del fluido. Otra forma de transmisión de calor es la radiación, debida a la emisión de
ondas electromagnéticas por parte de los cuerpos calientes que son absorbidas por los fríos.
Para que la Ley de Fourier sea aplicable deben cumplirse tres condiciones:
despreciable en las demás. Ej. una pared plana grande, el vidrio de una ventana, la pared de un
recipiente esférico, una bola metálica que está siendo templada por inmersión o revenida, etc.
para una pared plana es constante (una línea recta- no lo es cuando κ varía con la temperatura).
Aplicando la ecuación a una pared compuesta formada por tres materiales homogéneos A, B y C,
tenemos:
y notando que para flujo en estado estacionario, encontramos
Observar que, si fuera adicionada otra pared, el único cambio necesario en la ecuación sería
adicionarle otro término del tipo L/kA y considerar el correspondiente salto térmico.
MATERIALES
❖ Malla de amianto.
❖ Hornilla eléctrica.
❖ Cronómetro.
❖ Regla graduada
amianto.
5. PROCEDIMIENTO:
Dividimos las planchas en 9 áreas iguales por lado, de modo que tengamos 16 puntos marcados en
cada plancha.
Medimos las dimensiones de las planchas con una regla y con el calibrador Vernier medimos el
Encendemos la hornilla esperamos unos 15 minutos hasta que llegue a su punto máximo y
Ponemos la plancha de acero al carbón sobre la placa de amianto, una vez estabilizada, con el
BRONCE
T(°C) 1min 2min 3min 4min 5min Promedio
𝑻𝟏 65,5 84,5 118,5 123 133 104.9
𝑻𝟐 42,5 80 112 122 137,5 98.8
𝑻𝟑 44 90,5 116 134,5 154 107.8
𝑻𝟒 41 76 96,5 124 130 93.5
𝑻𝟓 80 122 149 175,5 183 141.9
𝑻𝟔 73 168 210 245 259,5 191.1
𝑻𝟕 87,5 176,5 218,5 250,5 257 198
𝑻𝟖 61,5 123 157,5 165 170,5 135.5
𝑻𝟗 62,5 123,5 150 164,5 170 134.1
𝑻𝟏𝟎 84,5 162 178,5 229 242,5 179.3
𝑻𝟏𝟏 98,5 165 206 225 242 187.3
𝑻𝟏𝟐 67 113,5 127,5 155 161,5 124.9
𝑻𝟏𝟑 55,5 98 120,5 132,5 163,5 114
𝑻𝟏𝟒 65,5 111,5 133 143 148,5 120.3
𝑻𝟏𝟓 59,5 96,5 111,5 121,5 129,5 103.7
𝑻𝟏𝟔 66,5 97 113,5 124,5 124,5 105.2
COBRE
T(°C) 1min 2min 3min 4min 5min Promedio
𝑻𝟏 110,5 117 141,5 173 190 146.5
𝑻𝟐 64,5 101,5 133,5 175 197,5 134.4
𝑻𝟑 92,5 121 152,5 195,5 205 153.3
𝑻𝟒 71,5 102 124 161 185,5 128.8
𝑻𝟓 58,5 115 157,5 211,5 223 153.1
𝑻𝟔 49,5 111,5 161,5 226 235,5 156.8
𝑻𝟕 54,5 119 173,5 231 244,5 164.5
𝑻𝟖 139 169,5 194,5 228,5 228,5 192
𝑻𝟗 126,5 157 172 214 218,5 177.6
𝑻𝟏𝟎 60,5 118,5 167 220,5 225 158.3
𝑻𝟏𝟏 66 129,5 177,5 226 234 166.6
𝑻𝟏𝟐 79 124 161 209 220,5 158.7
𝑻𝟏𝟑 75,5 115,5 145 184 192,5 142.5
𝑻𝟏𝟒 82,5 127,5 165,5 204,5 213,5 158.7
𝑻𝟏𝟓 92,5 131,5 166 206 213 161.8
𝑻𝟏𝟔 93 131 150,5 181 182 147.5
CALCULOS
Ecuación de Fourier
𝑇𝐹𝑖 − 𝑇𝑐
𝑄 = −𝐾 ∗ 𝐴 ∗
𝑒
ACERO AL CARBON
𝑇1 + 𝑇8 + 𝑇7 + 𝑇2
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴1 = = 115,7
4
𝑇2 + 𝑇3 + 𝑇7 + 𝑇6
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴2 = = 115,6
4
𝑇5 + 𝑇6 + 𝑇3 + 𝑇4
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴3 = = 101,5
4
𝑇11 + 𝑇12 + 𝑇5 + 𝑇6
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴4 = = 133,8
4
𝑇10 + 𝑇11 + 𝑇6 + 𝑇7
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴5 = = 146,2
4
𝑇9 + 𝑇10 + 𝑇7 + 𝑇8
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴6 = = 136,4
4
𝑇16 + 𝑇15 + 𝑇10 + 𝑇9
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴7 = = 97,6
4
𝑇15 + 𝑇14 + 𝑇11 + 𝑇10
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴8 = = 108,5
4
𝑇11 + 𝑇12 + 𝑇13 + 𝑇14
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴9 = = 107
4
CALCULO DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR
𝑇𝐶 = 438.2°𝐶
𝑊
K=43
𝑚𝐾
e=0.003m
𝑇𝐹𝑖 − 𝑇𝑐
𝑄 = −𝐾 ∗ 𝐴 ∗
𝑒
𝑊 115,7−438.2
𝑄1 = −43 ∗0.03𝑚2 ∗ =138,675KW
𝑚𝐾 0.003m
𝑊 115,6−438.2
𝑄2 = −43 ∗0.03𝑚2 ∗ =138,718KW
𝑚𝐾 0.003m
𝑊 101,5−438.2
𝑄3 = −43 ∗0.03𝑚2 ∗ =144,781KW
𝑚𝐾 0.003m
𝑊 133,8−438.2
𝑄4 = −43 ∗0.03𝑚2 ∗ =130,892KW
𝑚𝐾 0.003m
𝑊 146,2−438.2
𝑄5 = −43 ∗0.03𝑚2 ∗ =125,560KW
𝑚𝐾 0.003m
𝑊 136,4−438.2
𝑄6 = −43 ∗0.03𝑚2 ∗ =129,774KW
𝑚𝐾 0.003m
𝑊 97.6−438.2
𝑄7 = −43 ∗0.03𝑚2 ∗ =146,458KW
𝑚𝐾 0.003m
𝑊 108,5−438.2
𝑄8 = −43 ∗0.03𝑚2 ∗ =141,771KW
𝑚𝐾 0.003m
𝑊 107−438.2
𝑄9 = −43 ∗0.03𝑚2 ∗ =142,416KW
𝑚𝐾 0.003m
PARA BRONCE
𝑇1 + 𝑇8 + 𝑇7 + 𝑇2
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴1 = = 134.3
4
𝑇2 + 𝑇3 + 𝑇7 + 𝑇6
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴2 = = 148.9
4
𝑇5 + 𝑇6 + 𝑇3 + 𝑇4
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴3 = = 133.6
4
𝑇11 + 𝑇12 + 𝑇5 + 𝑇6
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴4 = = 161.3
4
𝑇10 + 𝑇11 + 𝑇6 + 𝑇7
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴5 = = 188.9
4
𝑇9 + 𝑇10 + 𝑇7 + 𝑇8
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴6 = = 161.7
4
𝑇16 + 𝑇15 + 𝑇10 + 𝑇9
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴7 = = 130.6
4
𝑇15 + 𝑇14 + 𝑇11 + 𝑇10
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴8 = = 147.7
4
𝑇11 + 𝑇12 + 𝑇13 + 𝑇14
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴9 = = 136.6
4
𝑇𝐶 = 438.2°𝐶
𝑊
K=151
𝑚𝐾
𝐴𝑏𝑟𝑜𝑛𝑐𝑒 =0.03𝑚2
e=0.0013m
𝑇𝐹𝑖 − 𝑇𝑐
𝑄 = −𝐾 ∗ 𝐴 ∗
𝑒
𝑊 134,3−438.2
𝑄1 = −151 ∗0.03𝑚2 ∗ =1058,97KW
𝑚𝐾 0.0013m
𝑊 148,9−438.2
𝑄2 = −151 ∗0.03𝑚2 ∗ =1008,09KW
𝑚𝐾 0.0013m
𝑊 133,6−438.2
𝑄3 = −151 ∗0.03𝑚2 ∗ =1061,41KW
𝑚𝐾 0.0013m
𝑊 161,3−438.2
𝑄4 = −151 ∗0.03𝑚2 ∗ =964,89KW
𝑚𝐾 0.0013m
𝑊 188,9−438.2
𝑄5 = −151 ∗0.03𝑚2 ∗ =868.70KW
𝑚𝐾 0.0013m
𝑊 161,7−438.2
𝑄6 = −151 ∗0.03𝑚2 ∗ = 963.49KW
𝑚𝐾 0.0013m
𝑊 130,6−438.2
𝑄7 = −151 ∗0.03𝑚2 ∗ =1071,87KW
𝑚𝐾 0.0013m
𝑊 147,7−438.2
𝑄8 = −151 ∗0.03𝑚2 ∗ =1012,28KW
𝑚𝐾 0.0013m
𝑊 136,6−438.2
𝑄9 = −151 ∗0.03𝑚2 ∗ =1050,96KW
𝑚𝐾 0.0013m
PARA COBRE
𝑇1 + 𝑇8 + 𝑇7 + 𝑇2
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴1 = = 159.35
4
𝑇2 + 𝑇3 + 𝑇7 + 𝑇6
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴2 = = 152.25
4
𝑇5 + 𝑇6 + 𝑇3 + 𝑇4
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴3 = = 148
4
𝑇11 + 𝑇12 + 𝑇5 + 𝑇6
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴4 = = 158.8
4
𝑇10 + 𝑇11 + 𝑇6 + 𝑇7
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴5 = = 161.55
4
𝑇9 + 𝑇10 + 𝑇7 + 𝑇8
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴6 = = 173.1
4
𝑇16 + 𝑇15 + 𝑇10 + 𝑇9
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴7 = = 161.3
4
𝑇15 + 𝑇14 + 𝑇11 + 𝑇10
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴8 = = 161.35
4
𝑇11 + 𝑇12 + 𝑇13 + 𝑇14
𝑇𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓 𝐴9 = = 156.63
4
CALCULO DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR
𝑇𝐶 = 438.2°𝐶
𝑊
K=399
𝑚𝐾
𝐴𝑐𝑜𝑏𝑟𝑒 =0.022𝑚2
e=0.001m
𝑊 159.35−438.2
𝑄1 = −399 ∗0.022𝑚2 ∗ = 2447.74 𝐾𝑊
𝑚𝐾 0.001m
𝑊 152.25−438.2
𝑄2 = −399 ∗0.022𝑚2 ∗ =2510.06 KW
𝑚𝐾 0.001m
𝑊 148−438.2
𝑄3 = −399 ∗0.022𝑚2 ∗ =2547.38 KW
𝑚𝐾 0.001m
𝑊 158.8−438.2
𝑄4 = −399 ∗0.022𝑚2 ∗ =2452 KW
𝑚𝐾 0.001m
𝑊 161.55−438.2
𝑄5 = −399 ∗0.022𝑚2 ∗ = 2428.43 KW
𝑚𝐾 0.001m
𝑊 173.1−438.2
𝑄6 = −399 ∗0.022𝑚2 ∗ = 2327.05 KW
𝑚𝐾 0.001m
𝑊 161.3−438.2
𝑄7 = −399 ∗0.022𝑚2 ∗ = 2430 KW
𝑚𝐾 0.001m
𝑊 161.35−438.2
𝑄8 = −399 ∗0.022𝑚2 ∗ = 2430.19 KW
𝑚𝐾 0.001m
𝑊 156.63−438.2
𝑄9 = −399 ∗0.022𝑚2 ∗ = 2471.62 KW
𝑚𝐾 0.001m
Línea = 𝑪𝑶𝑩𝑹𝑬
Línea = 𝑩𝑹𝑶𝑵𝑪𝑬
CONCLUCIONES
igual que las temperaturas promedio (Tfi) y el calor para cada pequeña área (qi) También
se pudo determinar el calor transferido a través toda la plancha (q) correctamente. Podemos
y acero al carbono) respecto a sus conductividades térmicas, así como también respecto a
la temperatura con el tiempo. El flujo de calor más alto es debido que el material será un
menos calor llega ser mal conductor de calor y mal conductor de electricidad.
• La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como
entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser
BIBLIOGRAFIA
Calor, Segunda ley de la termodinámica y tabla resistividad térmica por (Kreith, Frank; Manglik,
Raj M.; Bohn, Mark S. (2012). Principles of Heat Transfer. Cengage Learning.)
https://es.wikipedia.org/wiki/Conducci%C3%B3n_de_calor
https://www.fisic.ch/contenidos/termodin%C3%A1mica/trasferencia-del-calor/
https://www.areaciencias.com/wp-content/uploads/2021/04/conductividad-
termicamateriales.jpg https://www.docsity.com/es/la-ley-de-fourier-definicion-y-