Transferencia de calor por conduccion

CONDUCCION DE CALOR.
La conducción es el mecanismo de transferencia de calor en escala atómica a través de la materia por actividad molecular, por el choque de unas moléculas con otras, donde las partículas más energéticas le entregan energía a las menos energéticas, produciéndose un flujo de calor desde las temperaturas más altas a las más bajas. Los mejores conductores de calor son los metales. El aire es un mal conductor del calor. Los objetos malos conductores como el aire o plásticos se llaman aislantes.
La conducción de calor sólo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor. Para un volumen de espesor ∆x, con área de sección transversal A y cuyas caras opuestas se encuentran a diferentes T1 y T2, con T2 > T1, se encuentra que el calor ∆Q transferido en un tiempo ∆t fluye del extremo caliente al frío. Si se llama H (en Watts) al calor transferido por unidad de tiempo, la rapidez de transferencia de calor H = ∆Q/∆t, está dada por la ley de la conducción de calor de
Fourier.

H=dQ/dt=-kA=dT/dx
donde k (en W/mK) se llama conductividad térmica del material, magnitud que representa la capacidad con la cual la sustancia conduce calor y produce la consiguiente variación de temperatura; y dT/dx es el gradiente de temperatura.
El signo menos indica que la conducción de calor es en la dirección decreciente de la temperatura.
Si un material en forma de barra uniforme de largo L, protegida en todo su largo por un material aislante, como se muestra en la figura 14.3, cuyos extremos de área A están en contacto térmico con fuentes de calor a temperaturas
T1 y T2 > T1, cuando se alcanza el estado de equilibrio térmico, la temperatura a lo largo de la barra es constante. En ese caso el gradiente de temperatura es el mismo en cualquier lugar a lo largo de la barra, y la ley de conducción de calor de Fourier se puede escribir en la forma:

H=kA=((T2-T1))/L

Ejemplo: Dos placas de espesores L1 y L2 y conductividades térmicas k1 y k2 están en contacto térmico. Las temperaturas de las superficies exteriores son T1 y T2, con T2 > T1. Calcular la temperatura en la interfase y la rapidez de transferencia de calor a través de las placas cuando se ha alcanzado el estado estacionario.
Solución: si T es la temperatura en la interfase, entonces la rapidez de transferencia de calor en cada placa es:

H1=k1A ((T-T1))/L1 y H2=k2A ((T2-T))/L2
Cuando se alcanza el estado estacionario, estos dos valores son iguales:
H1=H2⟹k1A ((T-T1))/L1=k2A ((T2-T))/L
Despejando la temperatura T:
T=(k1T1L2+k2T2L1)/(k1L2+k2L1)
Y la transferencia de calor H1 o H2 es:
H1= (A(T2-T1))/(L1⁄K1+L2⁄K2)


Fuente: yo

5 comentarios - Transferencia de calor por conduccion

@Vitaliza
fisica basica, seguro lo transcribiste de los apuntes...
@erices
lo voy a leer para ver si entiendo un poco mejor lo de japon
@edusocien
H = ∆Q/∆t

Amigo, ahí te estás refiriendo a la capacidad térmica de un cuerpo.
@edusocien
Vitaliza dijo:fisica basica, seguro lo transcribiste de los apuntes...

La Ley de Fourier no la encuentro tan básica.