termo12
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Equilibrio trmico
Al estar en el mismo espacio fsico dos cuerpos de distinta temperatura, se equilibran
trmicamente.
Para este equilibrio el de mayor temperatura libera energa y el de menor temperatura la absorbe.
Calor
Se expresa como energa (Q) o como caudal (V)
Temperatura
Expresa el estado de agitacin de cada una de las molculas de un cuerpo.
Q=du/dt=MCdT/dt
Transferencia de calor: es un proceso dinmico en el cual se transmiten calor desde un medio
caliente a un medio frio
La velocidad de transmisin depende de la diferencia de temperaturas existentes entre ellas y es
menor cuanto ms grande sea la variacin de calor.
Mecanismos de transmisin
Conduccin
Transferencia de energa desde cada porcin de materia a la materia adyacente por contacto
directo, sin intercambio, mezcla o flujo de cualquier material.
Conveccin
Es la transferencia de calor mediante la mezcla interna de varias partes del material se produce
mezclando e intercambiando materia
Conveccin natural
El origen del mezclado es la diferencia de densidades que acarrean una diferencia de temperatura
Conveccin forzada
La causa del mezclado es un agitador mecnico o la diferencia de presin impuesta exteriormente
(ventilador)
Radiacin
Transfiere la energa radiada por ondas electromagnticas emanadas por los cuerpos calientes y
absorbidos por los cuerpos fros
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Conduccin de calor
Mecanismos de transferencia de calor en escala atmica producida por el choque de unas
molculas con otras donde las partculas ms energticas le entregan energa a las menos
energticas.
Generalidades
-se produce el flujo de calor desde las T ms altas a las T ms bajas
-ocurre a travs de un material fijo
-flujo de calor circula a graves de medios solidos por la vibracin interna de las molculas y de los
electrones libres y choques entre ellas
-los mejores conductores de calor son los metales, los malos conductores son aislantes
Energa: es la capacidad de realizar un trabajo.
-trmica, elctrica, mecnica, qumica, cinemtica, potencial y nuclear.
-la suma de estas energas se denomina E, la energa total por unidad de masa e
Energa interna: sumatoria de las formas de energa microscpicas relacionadas con la estructura
actividad molecular de un sistema.
-energa o calor sensible: energa interna asociada con la energa cintica de las molculas.
-energa o calor latente: energa interna relacionada con la fase
-la fase gaseosa est en un mayor nivel de energa interna que las fases liquida y slida.
Energa qumica: energa interna asociada con los enlaces atmicos en una molcula
Energa nuclear: asociada con los enlaces en el interior del ncleo del tomo.
UNIDADES DE ENERGIA
Joule=1 N.m=1kg.m2/s2
1Btu=1.055056 KJ=1KJ
CALORIA: energa necesaria para elevar 1C la T de 1 g de agua a 14.5C
1cal=4.1868 J
LIMITACION DE LA ECUACION DE LA DIFUSION EN 3D
-medio incompresible (no se tom en cuenta la expansin)
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-no hay conveccin puede ser liquido siempre y cuando este quieto
A QUE SE DEBE LA CONDUCCION?
Al entregar calor a la sustancia, las partculas dentro de esta van a comenzar a interactuar,
moverse, ganar energa y varan su condicin esttica a mvil.
Estas variaciones interactuarn con las partculas adyacentes y as sucesivamente hasta pasar por
toda la sustancia.
Primer mecanismo (fluidos): interaccin molecular, mayor movilidad de las molculas con un
mayor nivel de energa (T) que pasa a molculas adyacentes con menor nivel de energa
Segundo mecanismo (solidos): vibracin (interaccin de e- en el caso de conductores)
Conductividad trmica: en trminos matemticos, es la relacin que existe entre el flujo de calor y
la razn de variacin de T con respecto a la distancia
K=-qx/(dT/dx)
Por lo general es una propiedad isotrpica, es decir que es igual en todas direcciones,
independiente de la direccin
Cond. Trmica de un slido: se deriva de la ec. Matemticas de Wiedeman, Franz y Lorentz.
El mecanismo de conduccin de calor es anlogo al mecanismo de conduccin elctrica
Cond. Trmica de un lquido: en trminos generales se tiene interacciones ms complejas entre
partculas que en los solidos
Cond . trmica en gases: se deriva de la teora cintica de los gases
1. Se considera la sumatoria de los flujos de energa asociados a las molculas que pasan la
superficie de control
2. El nmero de molculas involucradas est relacionada con el promedio aleatorio de la
velocidad