8/20/2019 Conceptos Mecanica de Transferencia
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CONCEPTOS BASICOSDE MECANICA DETRANSFERENCIAUNIDAD 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES
2016
GORDILLO SALAZAR KAREN JOANNAING. QUÍMICA 4A
04/02/2016
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA
JIMENEZ OCAÑA JORGE CIRO
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Tabla de contenido
GUIA ........................................................................................................................................ 2
1.1 FLUIDO, FLUJO .................................................................................................................... 3
1.1.1 FLUIDO ( COMPRENSIBLE, INCOMPRENSIBLE) ....................................................................... 6
1.1.2 FLIJO (LAMINAR Y TURBULENTO; ESTACIONARIO Y NO ESTACIONARIO) ................................ 8
1.2 REOLOGÍA ......................................................................................................................... 11
1.2.1 CONCEPTO ........................................................................................................................... 11
1.2.2CLASIFICACION DE LOS FLUIDOS ........................................................................................... 12
1.3 CONCENTRACION .............................................................................................................. 14
1.3.1CONCENTRACIONES (MASA, MOLAR) ................................................................................... 14
1.3.2 FRACCIONES (MASA, MOLAR) .............................................................................................. 15
1.3.3 DENSIDAD DE FLUJO (MASA, MOLAR) .................................................................................. 16
1.3.4 VELOCIDAD MEDIA DE FLUJO(MASA, MOLAR) ..................................................................... 17
1.4 CALOR .............................................................................................................................. 19
1.4.1 CALOR Y GRADIENTE DE TEMPERATURA .............................................................................. 191.4.2 RESISTENCIA Y CONDUCTIVIDAD TERMICA .......................................................................... 20
1.5 MECANISMOS DE TRANSFERENCIA .................................................................................... 22
1.5.1 CALOR, MASA, MOMENTUM .............................................................................................. 22
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ................................................................................................... 28
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GUIA
En el siguiente trabajo se expone los conceptos básicos de losfenómenos de transferencia, con apoyo de imágenes,esquemas y videos, los cuales, reforzarán la explicación dadaen el texto los esquemas y las imágenes están anexas en elarchivo, sin embargo, para poder visualizar los videos en elPDF, debe verificar estar conectado a una red y se le debe darclic en los hipervínculos los cuales se reconocen por estarseñalados con una palomita como viñeta y letras azules en
H Z C L IC Q U Í mayúscula que dice” ” como en esteejemplo, esta frase viene acompañada de una explicaciónbreve de lo que el video contiene, en dado caso que loshipervínculos no le permita ver el video o no lo direccione
podrá ver directamente los videos en el orden guardados en lacarpeta nombrada con VIDEOS
Espero disfrute de este documento y de la informaciónrecabada de fuentes sumamente confiables.
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UNIDAD 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES
1.1 FLUIDO, FLUJOI. FLUIDO
Un fluido es una sustancia o medio continuo que sedeforma continuamente en el tiempo ante laaplicación de una solicitación o tensión tangencialsin importar la magnitud de ésta.
También se puede definir un fluido como aquellasustancia que, debido a su poca cohesiónintermolecular, carece de forma propia y adopta la
forma del recipiente que lo contiene.
No Newtonianos:
Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad varía con la tensióncortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no-newtoniano notiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de unfluido newtoniano. Suspensiones densas, lodos, emulsiones, solucionesde polímetros de cadena larga, fluidos biológicos, alimentos líquidos,Pinturas, suspensiones de arcillas, etc.
Newtonianos:
Es un fluido con viscosidad en que las tensiones tangenciales de
rozamiento son directamente proporcionales al gradiente develocidades. Gases y fluidos de moléculas sencillas, el aire, el agua, lagasolina y algunos aceites minerales.
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Se define como flujo a un fluido en movimiento. El flujo de un fluidoen función de ciertas variables físicas como presión, densidad yvelocidad Las partículas dentro de un flujo pueden seguir trayectoriasdefinidas denominadas “líneas de corriente”.
Una línea de corriente es una línea continuatrazada a través de un fluido.“tubo de corriente” a una porción del flujo
formado por todas las líneas de corriente que cruzantransversalmente una pequeña área determinada.
HAZ CLIC AQUÍ para ver un video demostrando un ejemplo deflujo. ( o ver video 2 de la carpeta de videos)
https://www.youtube.com/watch?v=l9_ORbH5fOEhttps://www.youtube.com/watch?v=l9_ORbH5fOEhttps://www.youtube.com/watch?v=l9_ORbH5fOE
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III. MOVIMIENTO DE DIFUSIÓN
Es un movimiento en zig-zag. La distancia media entre dos colisionesconsecutivas λ se llama recorrido libre medio. Una partícula en un
fluido se puede mover de un lugar a otro debido a que el fluido semueva (arrastre) o bien debido a su propio movimiento (difusión).
1.1.1 FLUIDO (COMPRESIBLE, INCOMPRESIBLE)
IV. FLUJO COMPRESIBLE
Flujo compresible es aquel cuya densidad varía significativamente anteun cambio de presión. La relación entre la variación de volumen y la
variación de presión, es unaconstante K propia de cadamaterial, que depende de la
elasticidad de cada material. Lacompresibilidad de un fluidotambién se puede evaluar mediantela velocidad en que se transmitenpequeñas perturbaciones dentro delmismo fluido. A esta velocidad se le
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1.1.2 FLUJO (LAMINAR Y TURBULENTO;
ESTACIONARIO Y NO ESTACIONARIO)
VI. FLUJO LAMINAR.
Un flujo es laminar cuando sus partículasse mueven a lo largo de trayectoriassuaves en láminas o capas, de manera queuna capa se desliza suavemente sobre otra
capa adyacente. Este tipo de flujos cumple la Ley de Viscosidad deNewton.
VII. FLUJO TURBULENTO.
Un flujo es turbulento cuando suspartículas se mueven en trayectoriasmuy irregulares que causancolisiones entre las partículas,
produciéndose un importante intercambio de cantidad de movimiento
entre ellas. La turbulencia establece esfuerzos de cizalla importantes ycausa pérdidas de energía en todo el flujo.
La acción de la viscosidad amortigua la turbulencia en un flujo. Portanto, si tenemos un fluido con baja viscosidad, alta velocidad y degran extensión, moviéndose con un flujo laminar, éste se convertiríamuy rápidamente en un flujo turbulento.
La naturaleza laminar o turbulenta de un flujo se indica mediante el
“número de Reynolds”.
HAZ CLIC AQUÍ para ver un video mostrando las líneas decorriente en movimiento del flujo laminar (izq.) y turbulento(der.). ( o ver video 3 de la carpeta de videos)
https://www.youtube.com/watch?v=WG-YCpAGgQQhttps://www.youtube.com/watch?v=WG-YCpAGgQQhttps://www.youtube.com/watch?v=WG-YCpAGgQQ
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VIII. NÚMERO DE REYNOLDS
En número de Reynolds es la relación entre la inercia presente en elflujo debido a su movimiento y la viscosidad del fluido.
Un flujo turbulento que fluye por un tubo de vidrio se vuelve laminarcuando la velocidad se reduce hasta alcanzar un número de Reynoldsigual a 2000. Este valor se denomina “número crítico inferior de
Reynolds”. Todos los flujos para los que , son flujoslaminares.
En una instalación de tuberías un flujo laminar cambiará a turbulento
en el rango . Por encima de 4000 el flujo se consideraturbulento. Experimentalmente se ha comprobado que ciertos flujosmuy especiales siguen teniendo un comportamiento laminar con unnúmero de Reynolds superior a 12000.
IX. FLUJO ESTACIONARIO (FLUJO PERMANENTE).
Este tipo de flujo se caracteriza porque las condiciones de velocidad deescurrimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo, o sea quepermanecen constantes con el tiempo o bien, si las variaciones en ellasson tan pequeñas con respecto a los valores medios. Así mismo encualquier punto de un flujo permanente, no existen cambios en ladensidad, presión o temperatura con el tiempo, es decir:
Dado al movimiento errático de las partículas de un fluido, siempreexiste pequeñas fluctuaciones en las propiedades de un fluido en unpunto, cuando se tiene flujo turbulento. Para tener en cuenta estas
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fluctuaciones se debe generalizar la definición de flujo permanentesegún el parámetro de interés, así:
Dónde:
Nt es el parámetro velocidad, densidad, temperatura, etc.
El flujo permanente es más simple de analizar que el no permanente,por la complejidad que le adiciona el tiempo como variableindependiente.
Flujo no permanente: Llamado también flujo no estacionario.
En este tipo de flujo en general las propiedades de un fluido y lascaracterísticas mecánicas del mismo serán diferentes de un punto aotro dentro de su campo, además si las características en un puntodeterminado varían de un instante a otro se dice que es un flujo nopermanente, es decir:
Dónde:
N es el parámetro a analizar.
El flujo puede ser permanente o no, de acuerdo con el observador.
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1.2 REOLOGIA
1.2.1 CONCEPTO
X. REOLOGÍASe denomina reología al estudiode la deformación y el fluir de lamateria. Se define reologíacomo: estudio de los principiosfísicos que regulan elmovimiento de los fluidos.
Estudia la relación entre elesfuerzo y la deformación en losmateriales que son capaces de
fluir.
Una de las metas más importantes en reología es encontrar ecuacionesconstitutivas para modelar el comportamiento de los materiales, dichasecuaciones son, en general, de carácter tensorial.
Algunas de las propiedades reológicas más importantes son:
o Viscosidad aparente (relación entre esfuerzo de corte y velocidad
de corte)o
Coeficientes de esfuerzos normaleso
Viscosidad compleja (respuesta ante esfuerzos de corteoscilatorio)
o Módulo de almacenamiento y módulo de pérdidas
(comportamiento viscoelásticolineal)o
Funciones complejas de viscoelasticidad no lineal
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1.2.2 CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS
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XI. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS
Tipos de flujo Comportamiento Características Ejemplos
Plásticos
Plásticos perfectos La aplicación de una deformación no conlleva unesfuerzo de resistencia en sentido contrario
Metales dúctiles una vez superado ellímite elástico
Plásticos de Brigham
Relación lineal, o no lineal en algunos casos, entreel esfuerzo cortante y el gradiente de deformación
una vez se ha superado un determinado valor delesfuerzo cortante
Barro, algunos coloides Limite seudoplástico
Fluidos que se comportan como seudoplástico apartir de un determinado valor del esfuerzocortante
Limite dilatante Fluidos que se comportan como dilatante a partirde un determinado valor del esfuerzo cortante
Fluidos quesiguen la Ley de
potencia
Seudoplástico La viscosidad aparente se reduce con el gradientedel esfuerzo cortante
Algunos coloides, arcilla,Leche, gelatinan, sangré.
Dilatante La viscosidad aparente se incrementa con elgradiente del esfuerzo cortante
Soluciones concentradas de azúcar enagua, suspensiones de almidón de
maíz o de arroz
Fluidosviscoelásticos
Material de Maxwell Combinación lineal "serie" de efectos elásticos yviscosos Metales, Materiales compuestos
Fluido Oldroyd-BCombinación lineal de comportamiento comofluido Newtoniano y como material de Maxwell
Betún, Masapanadera, nailon, Plastilina Material de Kelvin
Combinación lineal "paralela" de efectos elásticosy viscosos
Plásticos Estos materiales siempre vuelven a un estado dereposo predefinido
Fluidos cuyaviscosidad
depende deltiempo
Reopéctico La viscosidad aparente se incrementa con laduración del esfuerzo aplicado Algunos lubricantes
Tixotrópico La viscosidad aparente decrece con la duración deesfuerzo aplicado
Algunas variedades de mieles,kétchup, algunas pinturas anti goteo.
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XII. FLUJO IDEAL:
Es aquel flujo incompresible y carente de fricción. Un fluido que nopresente fricción resulta no viscoso y los procesos en que se tenga en
cuenta su escurrimiento son reversibles.
1.3 CONCENTRACIÓN
CONCENTRACIONES (MASA, MOLAR)1.3.1
XIII. CONCENTRACIÓN MOLAR
La concentración molar se representa con una M es la cantidad demoles de soluto por cada litro de disolución.
La concentración molar o molaridad (M) de una sustancia se calculadividiendo el número de moles de soluto entre el volumen deseado de
la solución expresada en litros (L). Esto se escribe de la formasiguiente:
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XIV. CONCENTRACIÓN MÁSICA.
La concentración másica de una disolución, p(x), es la relaciónque existe entre la masa de cualquier soluto disuelto, m (x), y
el volumen de la disolución, V(X).
(Formula de C. Másica)
(En la imagen se muestra los despejes posibles para el cálculo de cualquier variableanexa)
A partir de la ecuación de definición de concentración másica podrácalcularse la concentración másica de la disolución, conocida la masade soluto disuelto en un volumen determinado de disolución; la masa
de soluto que es necesario disolver para preparar un volumen dedisolución dado a una concentración másica deseada, y el volumen dela disolución, si se conocen la masa de soluto y la concentración másicade esta.
1.3.2 FRACCIONES (MASA, MOLAR)
XV. FRACCIÓN MOLAR
Es un número puro, o sea, no tiene unidad.La fracción molar de una solución puede ser expresada de dosmaneras:
Fracción molar del soluto.- Fracción molar del solvente.
http://1.bp.blogspot.com/-a5RWc-9Q4Rs/TmGe2BmIBpI/AAAAAAAAAAg/sIkr9UvdLpk/s1600/po06lm1o.bmphttp://2.bp.blogspot.com/-V0AuoqFcASw/TmGeaiXbdEI/AAAAAAAAAAY/v0nby2U5wwI/s1600/96ev2mcs.bmp
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a) Respecto a ejes fijos.o
Densidad de flujo másico:
m= pi * vo
Densidad de flujo molar:
N i = C i * vi
b)
Para ejes que se desplazan:
1.3.3 VELOCIDAD MEDIA DE FLUJO (MASA, MOLAR)
XVIII. VELOCIDAD MEDIA DE FLUJO (MASA, MOLAR)
En un sistema de componentes múltiples las distintas especies semoverán con distintas velocidades. Por lo tanto para evaluar lavelocidad de la mezcla se necesitan promediar las velocidades de lasespecies presentes.
HAZ CLIC AQUÍ para ver un video que explica un poco sobre la
velocidad media de flujo en una tubería y otros conceptos. ( o vervideo 4 de la carpeta de videos)
https://www.youtube.com/watch?v=S-Jyvycb9Uwhttps://www.youtube.com/watch?v=S-Jyvycb9Uwhttp://2.bp.blogspot.com/-mcyz_iskx7E/TmGm5jYcYZI/AAAAAAAAAAk/ibzBo973h0w/s1600/Sin+t%C3%ADtulo.pnghttps://www.youtube.com/watch?v=S-Jyvycb9Uw
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XIX. VELOCIDAD MEDIA DE MASA
Donde mides la velocidad de la especie i respecto de ejes fijos. Esta noes la velocidad de una molécula de la especie i sino que es la suma delas velocidades de un número de moléculas comprendidas en unelemento de volumen dividido por el número de moléculas que existenen el mismo.
(Formula de velocidad media masa)
Nótese que ρv es la velocidad local con que la masa de mezclaatraviesa un plano de sección unitaria perpendicular a v. O sea que
esta v es la que se utilizó en fluido dinámica para fluidos puros.XX. VELOCIDAD MEDIA MOLAR:
Donde mides la velocidad de la especie i respecto de ejes fijos. Esta noes la velocidad de un mol de la especie sino que es la suma de lasvelocidades de un número de moles comprendidas en un elemento devolumen dividido por el número de moles que existen en el mismo.
(Velocidad media molar)
http://3.bp.blogspot.com/-w2ZZ-VxwdOM/TmGu6z9syHI/AAAAAAAAAAs/Ne1QkgQQfyg/s1600/Sin+t%C3%ADtulo.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-zWkL3CjWRTY/TmGs7_b_-mI/AAAAAAAAAAo/TtWXGn-WZ0U/s1600/Sin+t%C3%ADtulo.png
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1.4 CALOR
1.4.1 CALOR Y GRADIENTE DE TEMPERATURA
XXI. CALOR
Calor es aquella forma de la energía que se transfiere de un cuerpo aotro únicamente en virtud de una diferencia de sus temperaturas,también depende de la velocidad de sus partículas, el tamaño, tipo.
HAZ CLIC AQUÍ y veras un video que explica el concepto decalor detalladamente con ejemplos y animaciones. ( o ver video 5de la carpeta de videos)
XXII. TEMPERATURA
La temperatura es una medida del calor o energía térmica de laspartículas en una sustancia. Como lo que medimos en su movimiento
medio, la temperatura no depende del número de partículas en unobjeto y por lo tanto no depende de su tamaño.
Por ejemplo, la temperatura de un cazo de agua hirviendo es la mismaque la temperatura de una olla de agua hirviendo, a pesar de que laolla sea mucho más grande y tenga millones y millones de moléculasde agua más que el cazo.
XXIII. GRADIENTE DE TEMPERATURA
Gradiente de temperatura es la razón de cambio de la temperatura porunidad de distancia, muy comúnmente refiriendo con respecto a laaltura.
https://www.youtube.com/watch?v=RCjWgqyNguwhttps://www.youtube.com/watch?v=RCjWgqyNguwhttps://www.youtube.com/watch?v=RCjWgqyNguw
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1.4.2 RESISTENCIA Y CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
XXIV. RESISTENCIA TÉRMICA La resistencia térmica de un material representa su capacidad deoponerse al flujo del calor. Para la definición constructiva de cada tipode cerramiento se precisarán los datos siguientes: conductividadtérmica, densidad, calor especifico y factor de resistencia a la difusióndel vapor de agua.
En el caso de materiales homogéneos es la razón entre el espesor y la
conductividad térmica del material.En materiales no homogéneos la resistencia es el inverso de laconductancia térmica.
XXV. RESISTENCIA TÉRMICA TOTAL
La resistencia térmica total Rt de un componente constituido por capastérmicamente homogéneas debe calcularse mediante la expresión:
Siendo
R1, R2... Rn las resistencias térmicas de cada capa [m2 K/W]; Rsi y Rse las resistencias térmicas superficiales correspondientes al
aire interior y exterior respectivamente, de acuerdo a la posicióndel cerramiento, dirección del flujo de calor y su situación en eledificio [m2 K/W].
La resistencia térmica total Rt es la inversa del coeficiente detransmisión de calor de un elemento, que es la suma de las resistenciastérmicas superficiales y la resistencia térmica del elementoconstructivo. Se verifica que:
http://enciclopedia.us.es/index.php/Calorhttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Cerramiento&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Densidadhttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Calor_especifico&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Factor_de_resistencia_a_la_difusi%C3%B3n_del_vapor_de_agua&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Factor_de_resistencia_a_la_difusi%C3%B3n_del_vapor_de_agua&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Conductancia_t%C3%A9rmica&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Coeficiente_de_transmisi%C3%B3n_de_calor&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Coeficiente_de_transmisi%C3%B3n_de_calor&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Coeficiente_de_transmisi%C3%B3n_de_calor&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Coeficiente_de_transmisi%C3%B3n_de_calor&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Conductancia_t%C3%A9rmica&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Factor_de_resistencia_a_la_difusi%C3%B3n_del_vapor_de_agua&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Factor_de_resistencia_a_la_difusi%C3%B3n_del_vapor_de_agua&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Calor_especifico&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Densidadhttp://enciclopedia.us.es/index.php/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Cerramiento&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Calor
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XXVI. CONDUCCIÓN DE CALOR
La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energíatérmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de suspartículas, que tienden a igualar su temperatura o estado de excitacióntérmica.
XXVII. CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
Laconductividad térmica
es una propiedad de los materiales que dicecuan fácil es la conducción de calor a través de ellos. Es elevada enmetales y en general en cuerpos continuos, y es baja en los gases y enmateriales iónicos y covalentes, siendo muy baja en algunos materialesespeciales como la fibra de vidrio, que se denominan por eso aislantestérmicos. La conductividad térmica es nula en el vacío ideal, y muybaja en ambientes donde se ha practicado un vacío elevado.
En algunos procesos industriales se trabaja para incrementar la
conducción de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad oconfiguraciones con un elevado área de contacto. En otros, el efectobuscado es justo el contrario, y se desea minimizar el efecto de laconducción, para lo que se emplean materiales de baja conductividadtérmica, vacíos intermedios, y se disponen en configuraciones con pocoárea de contacto.
http://enciclopedia.us.es/index.php/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Temperaturahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Temperaturahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmica
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1.5 Mecanismos de transferencia
HAZ CLIC AQUÍ para apreciar una breve introducción de losmecanismos de transferencia. ( o ver video 6 de la carpeta devideos)
XXVIII. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
Conservación de la energía, la cual también se conoce como la
primera ley de la termodinámica. La energía total de un sistemaaislado permanece constante. Si un sistema estáen contacto con sus alrededores, su energía seincrementa solo si la energía de sus alrededoresexperimenta una disminución correspondiente.
1.5.1 MOMENTUM, CALOR, MASA
XXIX. TRANSFERENCIA DE CALOR
La transferencia o dispersión del calor puede ocurrir a través de tresmecanismos posibles, conducción, convección y radiación:
HAZ CLIC AQUÍ y veras un video donde explica con ejemplossimples los mecanismos de transferencia de calor. ( o ver video 7de la carpeta de videos)
XXX. CONDUCCIÓN
La conducción es el mecanismo de transferencia de calor en escalaatómica a través de la materia por actividad molecular, por el choquede unas moléculas con otras, donde las partículas más energéticas le
https://www.youtube.com/watch?v=BFJkrXBN4D8https://www.youtube.com/watch?v=BFJkrXBN4D8https://www.youtube.com/watch?v=8LWmFqJ5HpIhttps://www.youtube.com/watch?v=8LWmFqJ5HpIhttps://www.youtube.com/watch?v=8LWmFqJ5HpIhttps://www.youtube.com/watch?v=BFJkrXBN4D8
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entregan energía a las menos energéticas, produciéndose un flujo decalor desde las temperaturas más altas a las más bajas. Los mejoresconductores de calor son los metales. El aire es un mal conductor delcalor. Los objetos malos conductores como el aire o plásticos se llaman
aislantes.
(Descripción grafica de conducción)
XXXI. LEY DE LA CONDUCCIÓN DE CALOR DE FOURIER.
(Formula de la ley de Fourier)
Dónde:
k(en W/m K) se llama conductividad térmica del material, magnitudque representa la capacidad con la cual la sustancia conduce calor yproduce la consiguiente variación de temperatura; y dT/dx es elgradiente de temperatura.
El signo menos indica que la conducción de calor es en la direccióndecreciente de la temperatura.
XXXII. CONVECCIÓN
La convección es el mecanismo de transferencia de calor pormovimiento de masa o circulación dentro de la sustancia. Puede ser
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natural producida solo por las diferencias de densidades de la materia;o forzada, cuando la materia es obligada a moverse de un lugar a otro,por ejemplo el aire con un ventilador o el agua con una bomba. Sólo seproduce en líquidos y gases donde los átomos y moléculas son libres
de moverse en el medio.
Un modelo de transferencia de calor H por convección, llamado ley deenfriamiento de Newton, es el siguiente:
H = h A (TA– T)
Dónde:
H se llama coeficiente de convección, en W/(m2 K),A es la superficie que entrega calor con una temperatura TA al fluidoadyacente, que se encuentra a una temperatura T
XXXIII. RADIACIÓN
Es la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. Nose requiere de un medio para su propagación. La energía irradiada semueve a la velocidad de la luz. El calor irradiado por el Sol se puedeintercambiar entre la superficie solar y la superficie de la Tierra sincalentar el espacio de transición.
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Otra definición:
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XXXIV. CALOR
El calor se define como la energía cinéticatotal de todos los átomos o molé-culas de unasustancia.
Es una transferencia de energía de una parte aotra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos,producida por una diferencia de temperatura.
El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayortemperatura a otra de menor temperatura, con lo que eleva la
temperatura de la zona más fría y reduce la de la zona más cálida,siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante.
La materia está formada por átomos o moléculas que están enconstante movimiento, por lo tanto tienen energía de posición opotencial y energía de movimiento o cinética. Los continuos choquesentre los átomos o moléculas transforman parte de la energía cinéticaen calor, cambiando la temperatura del cuerpo.
XXXV. TRANSFERENCIA DE MASA
Un sistema con dos o más constituyentes (mezclas) cuyasconcentraciones varían de un punto a otropresentan una tendencia natural a transferirmateria haciendo mínimas las diferencias deconcentración dentro del sistema. Estefenómeno se llama transferencia de masa o
materia. Así, cuando se coloca azúcar en el café o se destapa unfrasco de perfume en una habitación ocurreeste fenómeno.
HAZ CLIC AQUÍ y veras un video dondeexplica con ejemplos simples los mecanismos
https://www.youtube.com/watch?v=TVlJ_4tk0LEhttps://www.youtube.com/watch?v=TVlJ_4tk0LEhttps://www.youtube.com/watch?v=TVlJ_4tk0LE
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de transferencia de MASA. ( o ver video 8 de la carpeta devideos)
XXXVI. TRANSFERENCIA DEMOVIMIENTO
Trata sobre La conservación de la cantidad de movimiento. Lacantidad de movimiento de un sistema permanece constante si nohay fuerzas que actúen en el.
HAZ CLIC AQUÍ para apreciar una explicación sobre latransferencia de cantidad de movimiento. ( o ver video 9 de lacarpeta de videos)
https://www.youtube.com/watch?v=beQC76nTAkUhttps://www.youtube.com/watch?v=beQC76nTAkUhttps://www.youtube.com/watch?v=beQC76nTAkU
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http://enciclopedia.us.es/index.php/Conducci%C3%B3n_t%C3
%A9rmica 2. http://u1cf-fentrani.blogspot.mx/2011/08/conceptos-fundamentales.html
3. http://chemicalinem.blogspot.mx/2011/05/tipos-de-fluidos.html
4.
http://fenomenos-unefapf.blogspot.mx/2011/05/unidad-i-transferencia-de-momento.html
5. http://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.p
df#page=9&zoom=140,-56,721 6. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/transporte/transporte.htm 7. http://ocw.uv.es/ciencias/3-2/tema_4_fen_trans.pdf 8. http://www.uv.es/tunon/QFIII/tema_4.pdf 9.
http://www.bdigital.unal.edu.co/6542/1/9589532349_Parte1.pdf
10. http://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdf
11.
https://www.academia.edu/8678494/Fen%C3%B3menos_de_transporte
12. http://ciencia-basica-experimental.net/transferencia.htm 13. http://www2.etcg.upc.edu/asg/hgop/Hs3_10.PDF 14. Química 9na edición
Raymond Chang
Mc Graw Hill15.
Manual del ingeniero químico 7ma ediciónVolumen I, II Y IVRobert H. Perry – Don W. GreenMc Graw Hill
http://enciclopedia.us.es/index.php/Conducci%C3%B3n_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Conducci%C3%B3n_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Conducci%C3%B3n_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Conducci%C3%B3n_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Conducci%C3%B3n_t%C3%A9rmicahttp://u1cf-fentrani.blogspot.mx/2011/08/conceptos-fundamentales.htmlhttp://u1cf-fentrani.blogspot.mx/2011/08/conceptos-fundamentales.htmlhttp://u1cf-fentrani.blogspot.mx/2011/08/conceptos-fundamentales.htmlhttp://u1cf-fentrani.blogspot.mx/2011/08/conceptos-fundamentales.htmlhttp://u1cf-fentrani.blogspot.mx/2011/08/conceptos-fundamentales.htmlhttp://chemicalinem.blogspot.mx/2011/05/tipos-de-fluidos.htmlhttp://chemicalinem.blogspot.mx/2011/05/tipos-de-fluidos.htmlhttp://chemicalinem.blogspot.mx/2011/05/tipos-de-fluidos.htmlhttp://chemicalinem.blogspot.mx/2011/05/tipos-de-fluidos.htmlhttp://chemicalinem.blogspot.mx/2011/05/tipos-de-fluidos.htmlhttp://fenomenos-unefapf.blogspot.mx/2011/05/unidad-i-transferencia-de-momento.htmlhttp://fenomenos-unefapf.blogspot.mx/2011/05/unidad-i-transferencia-de-momento.htmlhttp://fenomenos-unefapf.blogspot.mx/2011/05/unidad-i-transferencia-de-momento.htmlhttp://fenomenos-unefapf.blogspot.mx/2011/05/unidad-i-transferencia-de-momento.htmlhttp://fenomenos-unefapf.blogspot.mx/2011/05/unidad-i-transferencia-de-momento.htmlhttp://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.pdf#page=9&zoom=140,-56,721http://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.pdf#page=9&zoom=140,-56,721http://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.pdf#page=9&zoom=140,-56,721http://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.pdf#page=9&zoom=140,-56,721http://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.pdf#page=9&zoom=140,-56,721http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/transporte/transporte.htmhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/transporte/transporte.htmhttp://ocw.uv.es/ciencias/3-2/tema_4_fen_trans.pdfhttp://ocw.uv.es/ciencias/3-2/tema_4_fen_trans.pdfhttp://www.uv.es/tunon/QFIII/tema_4.pdfhttp://www.uv.es/tunon/QFIII/tema_4.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/6542/1/9589532349_Parte1.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/6542/1/9589532349_Parte1.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/6542/1/9589532349_Parte1.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/6542/1/9589532349_Parte1.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/6542/1/9589532349_Parte1.pdfhttp://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdfhttp://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdfhttp://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdfhttp://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdfhttp://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdfhttp://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdfhttps://www.academia.edu/8678494/Fen%C3%B3menos_de_transportehttps://www.academia.edu/8678494/Fen%C3%B3menos_de_transportehttps://www.academia.edu/8678494/Fen%C3%B3menos_de_transportehttps://www.academia.edu/8678494/Fen%C3%B3menos_de_transportehttps://www.academia.edu/8678494/Fen%C3%B3menos_de_transportehttp://ciencia-basica-experimental.net/transferencia.htmhttp://ciencia-basica-experimental.net/transferencia.htmhttp://ciencia-basica-experimental.net/transferencia.htmhttp://ciencia-basica-experimental.net/transferencia.htmhttp://www2.etcg.upc.edu/asg/hgop/Hs3_10.PDFhttp://www2.etcg.upc.edu/asg/hgop/Hs3_10.PDFhttp://www2.etcg.upc.edu/asg/hgop/Hs3_10.PDFhttp://www2.etcg.upc.edu/asg/hgop/Hs3_10.PDFhttp://www2.etcg.upc.edu/asg/hgop/Hs3_10.PDFhttp://ciencia-basica-experimental.net/transferencia.htmhttps://www.academia.edu/8678494/Fen%C3%B3menos_de_transportehttps://www.academia.edu/8678494/Fen%C3%B3menos_de_transportehttp://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdfhttp://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdfhttp://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/ANTOLOGIA%20Fen%C3%B3menos%20de%20Transporte%5B1%5D.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/6542/1/9589532349_Parte1.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/6542/1/9589532349_Parte1.pdfhttp://www.uv.es/tunon/QFIII/tema_4.pdfhttp://ocw.uv.es/ciencias/3-2/tema_4_fen_trans.pdfhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/transporte/transporte.htmhttp://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.pdf#page=9&zoom=140,-56,721http://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.pdf#page=9&zoom=140,-56,721http://fenomenos-unefapf.blogspot.mx/2011/05/unidad-i-transferencia-de-momento.htmlhttp://fenomenos-unefapf.blogspot.mx/2011/05/unidad-i-transferencia-de-momento.htmlhttp://chemicalinem.blogspot.mx/2011/05/tipos-de-fluidos.htmlhttp://chemicalinem.blogspot.mx/2011/05/tipos-de-fluidos.htmlhttp://u1cf-fentrani.blogspot.mx/2011/08/conceptos-fundamentales.htmlhttp://u1cf-fentrani.blogspot.mx/2011/08/conceptos-fundamentales.htmlhttp://enciclopedia.us.es/index.php/Conducci%C3%B3n_t%C3%A9rmicahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Conducci%C3%B3n_t%C3%A9rmicaTop 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