Un recipiente de aluminio de 300g contiene 200g de agua a 10º C. Si se vierten 100 g más de agua, pero a 100º C, calcular la temperatura final de equilibrio del sistema. R: 34.6º C.
y considerar el área infinitesimal dA como isoterma. La derivada parcial, (dT/dn) se conoce comúnmente como el gradiente de temperatura. La relación entre el calor, dQn que fluye en una dirección normal a un área isoterma dA y el calor, Qm, que fluye en una dirección que forma un ángulo o con la normal n, está dada por
La figura nos muestra una relación entre las siguientes cantidades que aparecen en las ecuaciones (1-3) y (1-4).
Permitamos ver con un poco más de cuidado la conductividad térmica, desde un punto de vista fisico. De la ecuación (1-3), es claro que su magnitud nos indica qué tan bien transporta la energía mediante la conducción un material dado. Tanto el mecanismo de la conducción como el mecanismo de transporte de corriente eléctrica dependen en extremo del flujo de electrones libres. En consecuencia, los materiales que son buenos conductores eléctricos son también buenos conductores térmicos.
Un mecanismo secundario para la conducción térmica en sólidos está asociado con vibraciones de redes. Este efecto explica por qué, cuando crece la temperatura en general decrece la conductividad térmica de los buenos conductores eléctricos. Las vibraciones de redes impiden el movimiento de los electrones libres, provocando con esto que la componente de la conductividad térmica disminuya más rápido que la componente aumentada de la conductividad térmica debido a mayores vibraciones de redes. Por esta razón encontramos que la conductividad térmica de metales puros tiende a decrecer cuando aumenta la temperatura, mientras que la conductividad térmica de aleaciones y aislantes térmicos, que tiene unos cuantos electrones libres, y dependan principalmente de las vibraciones de redes para conducir calor. tienden a aumentar su conductividad térmica con el crecimiento de la temperatura.
La figura nos muestra una relación entre las siguientes cantidades que aparecen en las ecuaciones (1-3) y (1-4).
Permitamos ver con un poco más de cuidado la conductividad térmica, desde un punto de vista fisico. De la ecuación (1-3), es claro que su magnitud nos indica qué tan bien transporta la energía mediante la conducción un material dado. Tanto el mecanismo de la conducción como el mecanismo de transporte de corriente eléctrica dependen en extremo del flujo de electrones libres. En consecuencia, los materiales que son buenos conductores eléctricos son también buenos conductores térmicos.
Un mecanismo secundario para la conducción térmica en sólidos está asociado con vibraciones de redes. Este efecto explica por qué, cuando crece la temperatura en general decrece la conductividad térmica de los buenos conductores eléctricos. Las vibraciones de redes impiden el movimiento de los electrones libres, provocando con esto que la componente de la conductividad térmica disminuya más rápido que la componente aumentada de la conductividad térmica debido a mayores vibraciones de redes. Por esta razón encontramos que la conductividad térmica de metales puros tiende a decrecer cuando aumenta la temperatura, mientras que la conductividad térmica de aleaciones y aislantes térmicos, que tiene unos cuantos electrones libres, y dependan principalmente de las vibraciones de redes para conducir calor. tienden a aumentar su conductividad térmica con el crecimiento de la temperatura.
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