Transferencia de calor FÍSICA APLICADA Tema 5 – 1B Cantidad de calor Transferencia de calor Apuntes de Cátedra Dr. Ing. Ernesto Fabián GANDOLFO RASO

Cantidad de calor Definición: Podemos definir una unidad de cantidad de calor con base en el cambio de temperatura de un material específico. Caloría: Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gr de agua desde los 14.5 °C hasta los 15.5 °C.

Equivalencias 1 cal = 4.186 J 1 kcal = 1000 cal = 4186 J Nota: La caloría NO ES una unidad fundamental en el SI. Por lo tanto lo correcto es utilizar al Joule como unidad básica de energía en todas sus formas.

Cantidad de calor La masa total de materia es la masa por mol, n, multiplicada por el número de moles, M. La cantidad de calor Q, requerida para cambiar la temperatura de la masa m es: O bien su expresión diferencial: Donde c es una cantidad diferente para cada material, llamada: “Calor específico” Reemplazando tenemos: O bien su expresión diferencial:

Calor específico molar El producto M .c se denomina “Calor específico molar” Así, por ejemplo, los valores de estas constantes para el agua son:

Calorimetría y cambios de fase Fase: Describe un estado de la materia. Los estados de la materia son 4: Sólido. Líquido. Gaseoso. Plasma.

Calores latentes Cambio de fase: Transición de un estado a otro. Es el calor requerido para por unidad de masa para convertir un kilogramo de sustancia sólida en un kilogramo de sustancia líquida se define como “calor latente de fusión”. Así, para fundir una masa m de material con calor de fusión se requiere de una cantidad de calor Q dada por: Este proceso es reversible, de ahí el doble signo.

De la misma manera el calor requerido para por unidad de masa para convertir un kilogramo de sustancia líquida en un kilogramo de sustancia gaseosa se define como “calor latente de vaporización”. Para el agua es: Para fundir una masa m de material con calor de fusión se requiere de una cantidad de calor Q dad por: Que también es un proceso reversible.

Mecanismos de transferencia de calor Conducción: Se produce por transferencia de calor entre regiones que están a diferentes temperaturas y sin movimiento de materia. El flujo de calor siempre es de la zona de temperatura más alta la de temperatura más baja.

Flujo de calor Resistencia Térmica La cantidad (TC - TF)/L es la diferencia de temperatura por unidad de longitud o gradiente de temperatura. Resistencia Térmica

Convección Definición: Transferencia de calor por movimiento de masa. Tipos: 1- Libre: El flujo de materia se debe a diferencia de densidad causada por expansión térmica. 2- Forzada: El flujo de materia se debe a un mecanismo externo.

Corriente de calor por radiación Definición: Transferencia de calor por propagación de ondas electromagnética. Corriente de calor por radiación