sábado, 13 de abril de 2013

Transferencia de calor y Termodinamica

Transferencia de Calor 
Sucede entre el cuerpo y los alrededores hasta lograr el EQUILIBRIO TÉRMICO  es decir, el cuerpo y los alrededores alcanzan la MISMA TEMPERATURA. La dirección de la transferencia de energía es siempre del cuerpo de temperatura más alta al de temperatura más baja.
El calor como forma de energía en tránsito se puede transferir de 3 formas.
  • Conducción 
  • Convección
  • Radiación

 Conducción

  • La transmisión de calor por conducción se da cuando se ponen en contacto dos materiales a diferente temperatura.
  • La agitación térmica es mayor en el de temperatura más elevada, por lo que cuando se produce un choque de una de las moléculas de la superficie del más caliente con una de las moléculas superficiales del más frío, El resultado es que la temperatura del más caliente disminuye y la del más frío aumenta. 


Convección
Es la forma de transferencia de energía entre una superficie sólida y un fluído (líquido o gas) adyacente que está en movimiento e implica los efectos combinados de CONDUCCIÓN y del MOVIMIENTO DE UN FLUIDO. Cuando mayor es el movimiento de un fluido, mayor es la transferencia de calor por CONVECCIÓN.


Archivo:Conveccion.gif


Radiación
El tercer mecanismo de transmisión de calor es la radiación. Todo cuerpo, por estar a una cierta temperatura, emite ondas electromagnéticas, pudiendo también absorberlas. La emisión de estas ondas por un cuerpo y su absorción por otro implica una transmisión de energía que identificamos como calor.

Este vídeo nos da un claro ejemplo de los tres tipo de propagación de calor 

Conducción, radiación y conviección respectivamente 



Aplicación de Transferencia de Calor a la Carrera de Maquinaria de Planta
Los fenómenos de transferencia son generalmente parte del programa de estudios de Ingeniería Industrial o Maquinaria de Plantas. Comúnmente, los conocimientos sobre termodinámica son una condición previa para el estudio de la transmisión de calor, dado que las leyes de la termodinámica son esenciales para comprender el mecanismo de la transferencia de calor. Otras disciplinas relacionadas con la transmisión de calor incluyen la conversión de energía, termofluídos y transferencia de materia.

Los métodos de transferencia de calor se usan en las siguientes disciplinas, entre otras:
  • Sistemas electrónicos
  • HVAC
  • Aislamiento
  • Procesamiento de materiales
  • Ingeniería de centrales de energía

TERMODINÁMICA
  • La termodinámica puede definirse como el tema de la Física que estudia los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo.
  • Al hablar de termodinámica  con frecuencia se usa el término "sistema". Por sistema se entiende un objeto o conjunto de objetos que deseamos considerar. El resto, lo demás en el Universo, que no pertenece al sistema, se conoce como su "ambiente". Se consideran varios tipos de sistemas. En un sistema cerrado no entra ni sale masa, contrariamente a los sistemas abiertos donde sí puede entrar o salir masa. Un sistema cerrado es aislado si no pasa energía en cualquiera de sus formas por sus fronteras.

Aplicaciones de La termodinámica a la carrera de Maquinaria de planta


  • Las turbinas se emplean masivamente en la ingeniería industrial y eléctrica como parte de los ciclos termodinámicos de transformación de calor en movimiento, así como en la ingeniera Aeronáutica  en donde se utilizan como motores de aviones.
  • Una turbina hidráulica es un elemento que aprovecha la energía cinética y potencial del agua para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una maquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica  Claramente observamos el principio de termodinámica debido a que existe un cambio energético entre los dos sistemas.