Asignación 1 de Transferencia de Calor

 

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA CENTRO REGIONAL DE AZUERO ASIGNACIÓN #1 Facilitador: Marcelo Coronado Integrantes: N° 3   

Asignatura: Transferencia de calor  Grupo:7IE141

Daniel Arrue Heriberto Domínguez César Pérez

TEMA: “Conceptos básicos de transferencia de calor” Realice un breve investigación referente a:  ¿Qué es calor? R/ es la forma de la energía que se puede transferir de un sistema a otro como resultado de una diferencia en la temperatura. 

¿Qué es un gradiente de temperatura? R/ es la diferencia de temperatura por unidad de longitud o la razón de cambio de la temperatura en la dirección de la transferencia.

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¿Qué es energía interna (U), trabajo de flujo ( V) y entalpía ( )? R/ Energí Energíaa intern internaa (U): es la suma de todas las formas de energía relacionadas con la estructura molecular de un sistema y con el grado de la actividad molecular conocidas como energía microscópica. Trabajo de flujo (Pv) : es la energía energía necesaria necesaria para empujar empujar un fluido y mantener mantener el flujo. Entalpía (H): es la cantidad de calor que un sistema termodinámico libera o absorbe del entorno que lo rodea cuando está a una presión constante; es decir, es la cantidad termod termodiná inámic micaa equiva equivalen lente te al conteni contenido do de calor calor tot total al de un si siste stema. ma. La entalpía se defi define ne co como mo la suma suma de la en ener ergí gíaa inte intern rnaa U má máss el pr prod oduc ucto to de la pr pres esió ión nP el volumen v. 

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¿Qué es calor sensible y calor latente? R/ calor sensible: es la parte de la energía interna de un sistema que está asociada con la energía cinética de las moléculas. Calor latente: es la parte de la energía interna asociada con la fase de un sistema

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¿Qué es calor específico ? R/ es la energía requerida para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado, de una manera específica.

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Para un gas ideal, ¿ qué

constan constante te relac relaciona iona al calor especí específico fico a presió presión n con el calor específico a volumen constante ?

constant constantee

R/ los relaciona R , que es la constante de gas. 

Exprese el cambio diferencial de energía energía interna interna específica en términos términos de: el específico y el cambio diferencial de temperatura para un gas ideal. R/ du =C v dT 

calor 

 

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Exprese el cambio diferencial de entalpía específica en términos de: el calor específico y el cambio diferencial de temperatura para un gas ideal. R/ dh =C  p dT 

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Exprese el cambio finito de energía interna específica en términos de: el calor específico y el cambio finito de temperatura para un fluido incompresible. R/ Cambio finito de energía interna: ∆ u =C v , prom prom ∆ T  Cambio finito de temperatura para un fluido incompresible: ∆ U =mC , prom ∆ T 

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¿A qué se le llama flujo de calor ? R/ es la razón de transferencia de calor por unidad de área perpendicular a la dirección de esa transferencia.

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¿Qué es el principio de conservación de energía ? Exprese matemáticamente su su forma más general. R/ El principio de conservación de energía expresa que “en “ en el curso de un proceso, la energía ener gía no se puede puede crear crear ni destru destruir; ir; sólo puede cambia cambiarr las formas formas”. ”. La forma matemática general se expresa como:  Eent − E sal =∆ E sistema.

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Defina los siguientes términos: Estacionario: significa ningún cambio con el tiempo en una ubicación específica. Uniforme: implica ningún cambio con la posición en toda una superficie o región en un tiempo específico.

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¿Qué entiende usted por flujo unidimensional y por flujo multidimensional? R/ Flujo unidimensional: se habla de flujo adimensional al suponer que las propiedades varían sólo en una dirección (la del flujo). Como resultado, se supone que todas las  propiedades son uniformes en la sección transversal perpendicular a la dirección del flujo y también se supone que las propiedades tienen valores promedio en masa sobre toda la sección transversal. Flujo multidimensional: un flujo multidimensional es aquel cuyas propiedades varían en n  cantidad de direcciones, a su vez que su estado no es uniforme en la sección transversal perpendicular a la dirección del flujo.

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Exprese el balance de energía en una superficie.  ˙ sal  E˙ ent = E

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¿Cuáles son los tres modos o mecanismos de transferencia de calor? R/ Conducción, Convección y Radiación.

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¿Qué es la conducción?, ¿De qué depende la rapidez o razón de conducción de calor a través de un medio? y ¿qué es la conductividad térmica de un material? R/ La Conducción es la transferencia de energía de las partículas más energéticas de una sustancia hacia las adyacentes menos energéticas, como resultado de interacciones entre esas partículas. La rapidez o razón de la conducción de calor a través de un medio depende de la configuración geométrica de geométrica de éste, su éste,  su espesor   y el material  de  de que esté hecho, así como de la diferencia de temperatura a través de él. La conductividad térmica es una medida de la capacidad de un material para conducir  calor.

 

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Exprese la ley de Fourier de la conducción del calor   dT  ˙ R/ Q cond =−kA dx

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¿Qué representa la difusividad térmica? R/ representa cuán rápido se difunde el calor por un material.

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¿Qué

es la convección? y ¿cuál es la diferencia entre la convección forzada y natural?

R/ La Convección es el modo de transferencia de energía entre una superficie sólida y el líquido o gas adyacente que está en movimiento y comprende los efectos combinados de la conducción y el movimiento de fluidos. La diferencia entre Convección Natural y la convección Forzada radica en que en la  Natural el movimiento del fluido es causado por las fuerzas de empuje que son inducidas  por las diferencias de densidad debidas a la variación de la temperatura en ese fluido; mientras que en la forzada el movimiento del fluido se da debido a fuerzas externas. 

Exprese la ley de Newton del enfriamiento.  ˙ conv =h A s ( T s−T ∞ ) R/Q

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¿Qué es la radiación? y ¿ qué es la radiación térmica ? R/ la radiación es la energía emitida por la materia en forma de ondas electromagnéticas (o fotones) como resultado de los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o moléculas, sin la presencia de un medio interventor. La radiación térmica es la forma de radiación emitida por los cuerpos debido a su temperatura, en donde se establece que todos los cuerpos a una temperatura arriba del cero absoluto emiten radiación térmica.

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Exprese por medio de la ley de Stefan-Boltzmann, la razón máxima de la radiación que se puede emitir desde un cuerpo.  ˙ emitidamax =σ A s T 4s R/Q

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Defina:

Cuerpo negro:  se define define como cuerpo cuerpo negro a la superf superfici iciee ideali idealizad zadaa que emite radiación a la razón máxima expresada en la Ley de Stefan-Boltzmann. Emisividad: es una medida de cuán próxima está una superficie de ser un cuerpo negro,  para la cual ε =1. Absortividad:  es la fracción de la energía de radiación incidente sobre una superficie ˙ | |  ˙ que es absorbida por ésta. En donde se expresa como Q ¿ =α Q ¿ incidente

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Exprese la radiación emitida por una superficie real. ˙ emitidamax =εσ A s T 4s R/ Q

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Exprese la razón neta de transferencia de calor por radiación entre dos superficies, en donde una superficie negra a una temperatura termodinámica T red encierra a otra que se encuentra a una temperatura termodinámica T s; y están separadas por un gas que no interfiere en la radiación. ˙ rad= εσ A s( T ¿¿ s4 −T 4alr R/ Q alred. ed. ) ¿