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Mostrando las entradas de agosto, 2013

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CAPACIDAD CALORICA DE UN GAS IDEAL

 Se ha encontrado que la temperatura de un gas es una medida de la energía cinética promedio de traslación del centro de masa de las moléculas del gas, sin considerar la energía asociada al movimiento de rotación o de vibración de la molécula respecto al centro de masa. Esto es así, porque en el modelo simple de la teoría cinética se supone que la molécula es sin estructura. De acuerdo a esto, se analizará el caso simple de un gas ideal monoatómico, es decir, de un gas que tiene un átomo por molécula, como el helio, neón o argón. Cuando se agrega energía a un gas monoatómico contenido en un envase de volumen fijo (por ejemplo calentando el envase), toda la energía agregada se ocupa en aumentar la energía cinética de traslación de los átomos. No existe otra forma de almacenar la energía en un gas monoatómico. De la ecuación 12.20, se tiene que la energía interna total U de N moléculas (o n moles) de un gas ideal monoatómico se puede calcular de: De esta ecuación se deduce que para un ga

Conducción

Los primeros adelantos acerca de la conducción de calor se deben, en gran parte a los esfuerzos del matemático francés Fourier (1822), que propuso la ley que hoy se conoce como ley de la conducción de calor de Fourier. La Ley de Fourier es una generalización de la información empírica. Dicha ley predice cómo se conduce el calor a través de un medio, partiendo de una región de alta temperatura a una región de baja temperatura. Permitanos considerar un horno, caliente en el interior y frió en su exterior. La Razón de calor transferido, desde dentro del horno hasta el exterior, es directamente proporcional al área de la superficie de la pared, A, que se enceuntra normal a la dirección del flujo de calor, directamente proporcional a la diferencia de temperaturas entre las paredes, (Tint - Text), e inversamente proporcional al espesor de las paredes, L. Por lo tanto: donde k, es la constante de proporcionalidad, y se la llama conductividad térmica de la pared. Dicha constante es un

Con la constante escasez de energía que padecemos, se hace aún más importante estudiar la transferencia de calor

De tal modo que se haga posible utilizar nuestras reservas energéticas con mayor eficiencia. Mediante métodos más adecuados de transporte de energía, utilizando nuevos diseños que minimicen las pérdidas de calor, con una generación de potencia más eficiente y un mejor uso de la potencia, se hará posible utilizar nuestras limitadas fuentes de energía de manera más conveniente. En las siguientes secciones de este blog se introducen los mecanismos que están presentes cuando se transfiere calor por medio de conducción, conveccion y radiación. Se dan ejemplos de procesos de transferencia de calor combinados en los cuales pueden estar trabajando simultaneamente dos o más de los mecanismos antes mencionados, también se introduce un sistema dual de unidades. Los dos sistemas de unidades que se introducirián son el Sistema Inglés de Ingeniería, que es el que más comúnmente se usa en la práctica de la ingeniería en Estados Unidos y Gran Bretaña, y el sistema de unidades SI (Sistema Internacion

El Ingeniero Práctico encuentra un gran número de problemas de transformación de calor en sus actividades diarias.

Por ejemplo, el ingeniero quimico se ocupa de razones de transferencia de calor en diversas operaciones de procesos quimicos; el ingeniero electricista debe diseñar sus motores eléctricos de tal modo que no sufran sobrecalentamiento y tiene cuidado de emplear las medidas adecuadas de los alambres de transmisión eléctrica a fin de prevenir la pérdida excesiva de potencia durante la transmisión debida a la disipación de Joule; el ingeniero civil y el constructor deben ser cuidadosos para prevenirla creación de esfuerzo térmico en estructuras de concreto, ya que durante el curado (secado) de concreto se genera calor, dando por resultado expansiones diferenciales de los componentes estructurales; los ingenieros metalúrgicos y cerámicos deben controlar con exactitud las temperaturas durante el tratamiento con calor de diversos metales y cerámicas, con el fin de lograr las propiedades que se desean en el material que se está tratando con calor; el ingeniero biomedico se interesa frecuentem

Introducción a la Transferencia de Calor Parte - En nuestras Actividades Diarias

Durante nuestras actividades diarias, es posible apreciar los resultados de procesos de transferencia de calor. Permitanos hacerle algunas observaciones acerca de algunos quehaceres que realizamos durante la semana. Todos y cada uno de los objetos que se mencionan en seguida requieren análisis de transferencia de calor cuando se diseñan. Nos despertamos una mañana típica e inmediatamente damos vuelta a la perilla del termostato de la calefacción, graduando la temperatura a 68 F, nos dirigimos a la cocina y usamos un tostador, una cafetera electrica, y una sarten electrica, para preparar el desayuno. Llega el sábado y debemos lavar y secar una buena cantidad de ropa, para esto se requiere agua caliente, que obtenemos de nuestro calentador de agua, y aire seco caliente que obtenemos de nuestro secador de ropa, accionado con gas. Despues de lavar la ropa, limpiamos la alfombra con nuestra aspiradora electrica, pulimos nuestro piso de madera con un pulidor de pisos electrico , y plancham

Introducción a la Transferencia de Calor Parte II

Las respuestas a dichas cuestiones proporcionan ciertos ciclos de potencia termodinámicos posibles (es decir, ciclo de Rankine), o imprácticos (o sea, ciclo de Carnot). El área de transferencia de calor tiene un gran impacto en todos los problemas relacionados con energia, cubre un amplio espectro que varía desde la tarea rutinaria de calentamiento o enfriamiento de edificios, hasta los problemas, complejos que aparecen relacionados con la generación de energía nuclear. En el caso de control del clima en un edificio, se deben hacer balances de calor que igualen la adición de calor debido a luces, motores eléctricos, encendidos de máquinas, personas, y energía solar que entra pos las ventanas, con las pérdidas de calor a través de paredes, rendijas y puertas. Los problemas de transferencia de calor asociados con una planta de energia nuclear son mucho más complejos. Debe vigilarse constantemente una reacción nuclear cuidadosamente controlada, para que libere la cantidad correcta de

Introducción a la Transferencia de Calor Parte I

El calor es energía en tránsito, debido a diferencia de temperatura. Transferencia de calor es el área de ingeniería que trata los mecanismos encargados de la transferencia de energía de un lugar a otro cuando existe una diferencia de temperaturas. En el estudio de la termodinámica, el estudiante se ocupa de la conservación de energía, y la direccion en que se puede transferir energía. Se dedica gran parte del tiempo a estudiar situaciones en equilibrio. En el estudio de transferencia de calor, encontramos ambos procesos de equilibrio y desiquilibrio. La ciencia de la transferencia de calor nos permite determinar la razón, con respecto al tiempo, de energía transferida provocada por un desequilibrio de temperaturas. Con el fin de mostrar la diferencia entre el estudio de la termodinámica y el estudio de la transferencia de calor, permítanos considerar el tema de los ciclos termodinámicos, que se utilizan en la generación de potencia. En termodinámica nos interesa, entre otras cosas

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