¿Enqué condiciones el calor se transfiere de un sistema aotro?

CALOR -

La forma

de energía que se transfiere de un sistema a otro debido

a una diferencia de temperatura entre los dos sistemas de denomina CALOR.

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TERMODINÁMICA

Y TRANSFERENCIA DE CALOR -

La Termodinámica

estudia la cantidad de calor puesta en juego cuando el sistema pasa

de un estado de equilibrio a otro.

No se ocupa del tiempo que transcurre

ni de los estados de no equilibrio.

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La Transferencia de calor estudia la velocidad de transferencia

de calor entre dos sistemas.

Trata los estados de no equilibrio.

-

El REQUISITO INDISPENSABLE para que tenga lugar la transferencia

de calor entre dos sistemas es la existencia de una DIFERENCIA DE TEMPERATURA

entre ellos.

La transferencia de calor se produce desde

el sistema de temperatura alta al sistema de temperatura baja.

Cuanto

mayor es el gradiente de temperatura mayor es la velocidad de transferencia

de calor.

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ENERGÍA -

La energía

se puede clasificar en los siguientes tipos : térmica, mecánica,

cinética, potencial, eléctrica, magnética,

química y nuclear.

-

Se considera

energía interna la suma de la energía cinética

y potencial de las moléculas.

A temperaturas elevadas las moléculas

presentan energía cinética más elevada y, por tanto,

mayor energía interna.

Un sistema en fase gaseosa presenta mayor

energía interna que en fase líquida puesto que las moléculas

poseen mayor energia cinética.

El calor latente es la cantidad

de calor que absorbe o genera una unidad de masa de un material durante

una variación de fase.

- Unidades : - - Sistema Internacional : Julio ( J ) - - Sistema Imperial ( anglosajón) : BTU ( British Thermal Unit

) .

1 BTU = 1055, 6 J ; 1 Cal = 4, 1868 J

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TRANSFERENCIA

DE ENERGÍA -

La energía

se puede transferir desde un sistema a otro mediante dos procesos :

calor ( Q ) y trabajo ( W ).

Una interacción energética

es transferencia de calor si su causa impulsora es una diferencia

de temperatura.

De lo contrario es trabajo.

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ENTALPÍA

( H ) -

H = U + P * V ;

U - > energía interna ; P - > presión ; V - > volumen - Si Q - punto es constante, entonces Q = Q - punto * Dt -

La velocidad

de transferencia de calor por unidad de área ortogonal a la dirección

de transferencia es el flujo de calor y en este documento se

denota por q - punto que es lo mismo que .

El flujo promedio de calor se expresa como q - punto = Q - punto /

A.

Sus unidades en el S.

I. son : W / m2 -

documentos la velocidad de transferencia de calor ( Q - punto en este documento

) se denota por q - punto ; y el flujo calor ( q - punto en este documento )

se denota por j .

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BALANCE

DE ENERGÍA -

a) Esale = Eentra + Epérdidas - b) ( Energía total que entra en el sistema ) - ( Energía

total que sale del sistema ) = ( Cambio en la energía total del sistema

) -

SISTEMAS CERRADOS ( Sólo existe intercambio de energía

con el universo ) - - La transferencia de calor sólo se realiza mediante calor ; Q = DU + W ; W = 0 ; entonces Q = DU = m * Cv * DT - SISTEMAS ABIERTOS

( Existe intercambio de masa y energía con el universo ) - - La cantidad de masa que fluye a través de la sección

transversal de un ducto por unidad de tiempo es el caudal másico

y en este documento se denota por m - punto que es lo mismo

que .

- - m - punto = ro * v * As ; - - - ro : densdidad del fluido - - - v : velocidad del flujo - - - As : área de la sección transversal del ducto - - En régimen estacionario : ( m - punto entra ) = ( m - punto sale

) = m - punto - - Cuando la variación de energía cinética y potencial

es despreciable y no se realiza trabajo el balance de energía

se reduce al calor.

- - - Q - punto = m - punto * Dh = m - punto * Cp * DT

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BALANCE DE ENERGÍA EN UNA SUPERFICIE - - Una superficie no contiene ni volumen ni masa y, por tanto, tampoco energía.

Se puede considerar como un sistema ficticio cuyo contenido de energía

permanece constante durante un proceso.

El balance de energía

será : Eentra = Esale - - Balance de energía para la superficie exterior de una pared - - Eentra = Esale = > Q1 - punto = Q2 - punto + Q3 - punto - - Cuando no se conocen la direcciones de transferencia se pueden suponer

todas entrantes ( dirigidas a la superficie ) y el balance de energía

será : Eentra = 0.