Este documento describe los tres mecanismos principales de transferencia de calor: conducción, convección y radiación. La conducción ocurre en sólidos, la convección en líquidos y gases, y la radiación puede ocurrir en cualquier medio o en el vacío. Se definen conceptos clave como la temperatura y la energía térmica, y se explican las leyes que rigen cada mecanismo de transferencia de calor. El objetivo es que los estudiantes conozcan y comprendan estos mecanismos y sus aplicaciones.

1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA MECANICA
1. TEMA
Mecanismos de transferencia de calor.
2. OBJETIVOS
Generales:
 Conocer los tipos de mecanismos de transferencia de calor.
Específicos:
 Conocer y saber diferenciar los conceptos de calor, temperatura y energía interna.
 Comprender los principales efectos que el calor puede provocar sobre los cuerpos.
3. MARCO TEORICO
Transferencia de calor
Cuando dos cuerpos que tienen distintas se ponen en contacto entre sí, se produce una
transferencia de calor desde el cuerpo el cuerpo de mayor temperatura a otro de menor
temperatura. La transferencia de calor se puede realizar por tres mecanismos físicos;
conducción, convección y radiación.
La temperatura está directamente relacionada con la energía térmica de un cuerpo. A más
temperatura, más velocidad tendrá sus partículas.
El calor se transfiere através de un vínculo térmico (diferencia de temperatura). El trabajo se
transfiere a través de un vínculo mecánico (fuerzas y desplazamientos).
PROPAGACION DE CALOR
Figura 3.1: Esquema delos mecanismos de
transferencia de calor
Fuente: Disponible
enhttp://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34475/1/Mecanismos%20de%20transmisi%C3%B3n
%20de%20calor%20%28CONDUCCION,%20CONVECCION,%20RADIACION%29.pdf

2. CONDUCCIÓN
Una de las formas en las que el calor viaja es por conducción. Se da en los cuerpos sólidos.
Conducción es la forma de transmitirse el calor en los sólidos.
Se necesita que ambos cuerpos se toquen.
LEY DE LA CONDUCCION DE FOURIER
Ecuación 1
Dónde:
K= conductividad térmica (W/mK)
dT/ dx= gradiente de Temperatura
El signo menos indica que la conducción de calor es en dirección decreciente de la
temperatura.
Tabla 3.1: Valores de conductividades térmicas
FUENTE:
http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34475/1/Mecanismos%20de%20transmisi%C3%B3n%20de%20calor%20%28CONDUCCI
ON,%20CONVECCION,%20RADIACION%29.pdf
FIGURA 3.2: Ley de conducción de calor de Fourier
Ecuación 2
FUENTE:
http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34475/1/Mecanismos%20de%20transmisi%C3
%B3n%20de%20calor%20%28CONDUCCION,%20CONVECCION,%20RADIACION%29.pdf

4. CONVECCIÓN
En los fluidos (líquidos y gases) una forma de propagarse el calor es por convección.
Cuando un líquido o un gas reciben calor por su parte inferior, las zonas calientes tienden a
subir y las frías, a bajar. Se mezclan zonas calientes y frías, transmitiéndose el calor de una
zona a otra, mediante movimientos llamados flujos convectivos.
Convección es una forma de transmitirse el calor en los líquidos y gases. El fluido caliente
asciende y el frío, baja.
Un modelo de transferencia de calor H por convección, llamado ley de enfriamiento de
newton.
Ecuación 3
Donde
H= coeficiente de convención (W/m2
K)
A= superficie que entrega calor con temperatura TA al fluido adyacente, que se encuentra a
una temperatura T.
FIGURA 3.3: proceso deconvención
FUENTE:
http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34475/1/Mecanismos%20de%20t
ransmisi%C3%B3n%20de%20calor%20%28CONDUCCION,%20CONVECCION,
%20RADIACION%29.pdf

5. El flujode calorpor convenciónespositivo(H>0) si el calor se transfiere desde la superficie de
área A al flujo (TA > 0) y negativo si el calor se transfiere desde el fluido hacia la superficie (TA
<0)
Por una tubería de 150 m circulan 0.63 kg/s de vapor húmedo con calidad 10% a
una temperatura de 250 °F. El diámetro interior de la tubería es 4”. A la salida de la
tubería se tiene líquido saturado. Calcular la temperatura de la superficie interior
del tubo.
1 lbm = 0.45359 kg De la tabla de vapor húmedo
1 pulg = 2.54 cm
1 Joule = 9.478x10-4 BTU
FIGURA 3.4: valores decoeficientede convención
Fuente:
http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34475/1/Mecanismos%20de%20transmisi%C3%
B3n%20de%20calor%20%28CONDUCCION,%20CONVECCION,%20RADIACION%29.pdf

6. RADIACIÓN
El calor también se propaga por radiación. Se da en sólidos, líquidos, gases y en el vacío.
Todoslos cuerpos desprenden energía en forma de radiación. Cuanta más temperatura tiene
más radiación desprende. La radiación es luz (hay luces que podemos ver, luz visible y otras
que no como los rayos X, infrarrojos, ultravioletas...). Esta energía se propaga por cualquier
medio,inclusoenel vacío,yaque la luzno necesita de ningún medio para viajar de un cuerpo
a otro.
Radiación es la forma de transmitirse el calor en forma de luz a través de cualquier medio o
del vacío.
Ecuación4
Ejemplos
En un horno de 1 m3, las paredes verticales están hechas de un material aislante.
La resistencia eléctrica fue colocada en la superficie inferior produce una potencia
total de 60 W siendo su temperatura 328 K. Determine la temperatura de la cara
superior del horno.
Se
necesita

7. conocer la cantidad de calor que una pared de un cuarto irradia sobre el piso. La
temperatura de la pared es de 50°C y la del piso 27°C. La dimensiones de la pared
son 3 x 6 m y la del piso 6 x 9 m. La emisividad de la pared es 0.8 y la del piso 0.6.
Conclusión
Se logró conocer los tipos de mecanismos de transferencia de calor de la cual existen
diferentes aplicaciones.
Se pudo conocer y saber diferenciar los conceptos de calor, temperatura y energía interna.
Se pudo comprender que el calor puede provocar cambios en las propiedades físicas y
químicas de los cuerpos
Bibliografía
Disponible en:http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-180.htm
Disponible en:http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-179.htm
Disponible
en:http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34475/1/Mecanismos%20de%20transmisi%C3%
B3n%20de%20calor%20%28CONDUCCION,%20CONVECCION,%20RADIACION%29.pdf