Conductividad de Calor (1)

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TEMA: CONDUCCION TERMICA EN CUERPOS SOLIDOS 1. INTRODUCCION La conducción tiene lugar cuando dos objetos a diferentes temperaturas entran en contacto. El calor fluye desde el objeto más caliente hasta más frío, hasta que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura. La conducción es el transporte de calor a través de una sustancia y se produce gracias a las colisiones de las moléculas. En el lugar donde los dos objetos se ponen en contacto, las moléculas del objeto caliente, que se mueven más deprisa, colisionan con las del objeto frío, que se mueven más despacio. A medida que colisionan las moléculas rápidas dan algo de su energía a las más lentas. Estas a su vez colisionan con otras moléculas en el objeto frío. Este proceso continúa hasta que la energía del objeto caliente se extiende por el objeto frío. Algunas sustancias conducen el calor mejor que otras. Los sólidos son mejores conductores que los líquidos y éstos mejor que los gases. Los metales son muy buenos conductores de calor, mientras que el aire es muy mal conductor. Puede experimentar como el calor se transfiere por conducción siempre que toca algo que está más caliente o más frío que su piel, por ejemplo cuando se lava las manos en agua caliente o fría (Pacheco, 2009). La conducción es una transferencia de calor entre los cuerpos sólidos. Si una persona sostiene uno de los extremos de una barra metálica, y pone en contacto el otro extremo con la llama de una vela, de forma que aumente su temperatura, el calor se trasmitirá hasta el extremo más frío por conducción. Los átomos o moléculas del extremo calentado por la llama, adquieren una mayor energía de agitación, la cual se trasmite de un átomo a otro, sin que estas partículas sufran ningún cambio de posición, aumentando entonces, la temperatura de esta región. Este proceso continúa a lo largo de la barra y después de cierto tiempo, la persona que sostiene el otro extremo percibirá una elevación de temperatura en ese lugar. Existen conductores térmicos, como los metales, que son buenos conductores del calor, mientras que existen sustancias, como plumavit, corcho, aire, madera, hielo, lana, papel, etc., que son malos conductores térmicos (aislantes). (Kreith, 2012). 2. OBJETIVO Familiarizar al estudiante con los diferentes coeficientes de conductividad térmica de los metales. 3. MATERIALES

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  • TEMA: CONDUCCION TERMICA EN CUERPOS SOLIDOS

    1. INTRODUCCION

    La conduccin tiene lugar cuando dos objetos a diferentes temperaturas entran en contacto. El

    calor fluye desde el objeto ms caliente hasta ms fro, hasta que los dos objetos alcanzan a la

    misma temperatura. La conduccin es el transporte de calor a travs de una sustancia y se

    produce gracias a las colisiones de las molculas. En el lugar donde los dos objetos se ponen en

    contacto, las molculas del objeto caliente, que se mueven ms deprisa, colisionan con las del

    objeto fro, que se mueven ms despacio. A medida que colisionan las molculas rpidas dan

    algo de su energa a las ms lentas. Estas a su vez colisionan con otras molculas en el objeto

    fro. Este proceso contina hasta que la energa del objeto caliente se extiende por el objeto

    fro. Algunas sustancias conducen el calor mejor que otras.

    Los slidos son mejores conductores que los lquidos y stos mejor que los gases.

    Los metales son muy buenos conductores de calor, mientras que el aire es muy mal conductor.

    Puede experimentar como el calor se transfiere por conduccin siempre que toca algo que est

    ms caliente o ms fro que su piel, por ejemplo cuando se lava las manos en agua caliente o

    fra (Pacheco, 2009).

    La conduccin es una transferencia de calor entre los cuerpos slidos. Si una persona sostiene

    uno de los extremos de una barra metlica, y pone en contacto el otro extremo con la llama de

    una vela, de forma que aumente su temperatura, el calor se trasmitir hasta el extremo ms

    fro por conduccin. Los tomos o molculas del extremo calentado por la llama, adquieren una

    mayor energa de agitacin, la cual se trasmite de un tomo a otro, sin que estas partculas

    sufran ningn cambio de posicin, aumentando entonces, la temperatura de esta regin. Este

    proceso contina a lo largo de la barra y despus de cierto tiempo, la persona que sostiene el

    otro extremo percibir una elevacin de temperatura en ese lugar. Existen conductores

    trmicos, como los metales, que son buenos conductores del calor, mientras que existen

    sustancias, como plumavit, corcho, aire, madera, hielo, lana, papel, etc., que son malos

    conductores trmicos (aislantes). (Kreith, 2012).

    2. OBJETIVO

    Familiarizar al estudiante con los diferentes coeficientes de conductividad trmica de los

    metales.

    3. MATERIALES

  • 2 bases de soporte

    2 barras de soporte (1 de 50 cm y 1 de 25 cm)

    1 Pinzas dobles

    1 pinza Universal

    1 frasco Erlenmeyer

    1 termmetro de agitacin

    1 varilla conductora de calor

    1 vaso de precipitacion

    Fuente de calor

    Agua

    Cronometro

    4. PROCEDIMIENTO

    Una vez realizado el acoplamiento necesario con todos los materiales llenar el vaso de

    precipitacin con agua, sujetar cuidadosamente el frasco de Erlenmeyer y llenarlo con 20 ml de

    agua del vaso de precipitacin, colocar la varilla conductora de calor de cobre en el matraz,

    posicionar el quemador debajo dela unta de la varilla conductora de calor y mover la pinza

    universal hasta que la punta de la varilla quede a 2 o 3 cm por encima del quemador, colocar le

    termmetro en el frasco de Erlenmeyer, anotar la temperatura inicial To, encender el

    quemador y simultneamente cronometrar el tiempo y anotar el incremento de temperatura

    cada minuto por 5 minutos T1, apagar el quemador. Cuidadosamente retirar la varilla de cobre

    botar el agua y repetir el experimento con la varilla de acero.

    5. DATOS OBTENIDOS

    Temperatura ambiente:

    Tabla 1. Datos Obtenidos

    Sustancia Tiempo (min) T1 (C)

    Cobre 1

    2

    3

    4

  • 5

    Hierro 1

    2

    3

    4

    5

    6. DISCUSION

    7. CUESTIONARIO

    7.1. Durante el experimento los extremos de las varillas estn posicionados en la misma

    altura de la llama, de modo que tengan la misma temperatura. Por que es el cambio en la

    temperatura del agua diferente para cada varilla.

    7.2. Que metal es mejor conductor de calor

    8. CONCLUSIONES

    9. BIBLIOGRAFIA

    Kreith F. 2012. Principios de Transferencia de Calor. Sptima edicin. CENGAGE learning.

    Mexico Df. Pag 125.

    Pacheco P. 2009. Fsica Termodinmica. Ciencias Bsicas. Editorial Reverte. Pg. 2.