Practica conductividad termica[1]
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Practica conductividad termica[1] Practica conductividad termica[1] Document Transcript

  • Ingeniería química Laboratorio integral I Alumnas: Alonso Zavala Sthefanie Cecilia Acosta Orozco Amanda paulina Practica conductividad Térmica Maestro Maestro: Norman Rivera Pasos 25 de mayo del 2010
  • Índice Objetivo…………………………………………………………………………………………………...3 Motivación.……………………………………………………………………………………………….3 Fundamento teórico…………………………………………………………………………………..3 Modelo matemático……………………………………………………………………………………5 Material y Equipo ……………………………………………………………………….…..……….5 Reactivos…………………………………………………………………………………………………6 Diseño de la practica……….……………………………………...…….…………………………6 Variables y parámetros…………………………………..………………………………………….7 Mediciones y resultados………………………………………………..…………………………..7 Bibliografía………………………………………………………………………………………………11 Conclusión………………………………………………..…………………………………………….11 2
  • Objetivo Observar como el bronce conduce el calor y mediante este calor se realizara una destilación de un solvente orgánico (cetona). Motivación Medir el coefiente de conductividad térmica nos será de gran utilidad en los cálculos de transferencia de calor. Fundamento teórico La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que valora la capacidad de transmitir el calor a través de ellos. Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, y es baja en los polímeros, siendo muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que se denominan por eso aislantes térmicos. Para que exista conducción térmica hace falta una sustancia, de ahí que es nula en el vacío ideal, y muy baja en ambientes donde se ha practicado un vacío bajo. En algunos procesos industriales se trabaja para incrementar la conducción de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad o configuraciones con un elevado área de contacto. En otros, el efecto buscado es justo el contrario, y se desea minimizar el efecto de la conducción, para lo que se emplean materiales de baja conductividad térmica, vacíos intermedios, y se disponen en configuraciones con poca área de contacto. Como un ejemplo de los diferentes tipos de problemas que son tratados por la termodinámica y la transferencia de calor, considérese el enfriamiento de una barra de acero caliente que se coloca en un recipiente con agua. La termodinámica puede usarse para predecir la temperatura de equilibrio final de la combinación de la barra de acero y agua. La termodinámica no nos dirá cuánto tardará en alcanzar esta condición de equilibrio o cuál será la temperatura de la barra después de pasado un cierto tiempo antes que se 3
  • alcance la condición de equilibrio. La transferencia de calor puede usarse para predecir la temperatura tanto de la barra como del agua, en función del tiempo. Los tres modos de transferencia de calor son: • Conducción, • Convección y • Radiación. Ley de Fourier La ley de Fourier afirma que hay una proporcionalidad entre el flujo de energía q y el gradiente de temperatura. O bien: Ecuación 1.1 Siendo K una constante característica del material denominada conductividad térmica. Consideremos un elemento de la barra de longitud dx y sección S. La energía que entra en el elemento de volumen en la unidad de tiempo es qS, y la que sale es q'S. La energía del elemento cambia, en la unidad de tiempo, en una cantidad igual a la diferencia entre el flujo entrante y el flujo saliente. 4
  • Modelo matemático Utilizando − K (T2 − T1) q" = L (T2 − T1) q = − KA L Q (T − T ) = − KA 2 1 t L Material y equipo Parrilla eléctrica Barra de bronce aislada Pinzas y soportes universales Vaso de precipitados Matraz erlenmeyer Equipo para destilación Probeta Reactivos • Acetona puro • agua 5
  • Diseño de la práctica 1. Se coloco sobre la parrilla un vaso de precipitados con agua. 2. Dentro del vaso de precipitados se coloco un matraz erlenmeyer con agua 3. Sobre le vaso y en la boca del matraz se coloco la barra de bronce aislada con foam, sosteniéndola con soportes y pinzas para soportes 4. A su ves sobre la barra de bronce se coloco un equipo para destilación (matraz bola, conector y refrigerante), en donde el matraz del equipo contenía cetona, este también fue sostenido con soportes y pinzas 5. Al extremo del equipo para destilar bajo el conector se coloco una probeta para capturar la cetona destilada Variables y parámetros La temperatura Tiempo 6
  • Resultados Conductividad Térmica Volumen volumen tiempo K Para el (ml) m³ (seg) T1 T2 Diametro Bronce q q/A 2.19512E- 9 0.000009 410 94.6 C 77.6 C 2.4 cm 116-186 8.193199 08 367.75 350.75 .024 m 7
  • Bibliografía www.fisicanet.com Trasferencia de calor 2da ed. José ángel Manrique Valadez Conclusión Cuando realizamos esta practica nos encontramos con un contratiempo el tubo que utilizamos era demasiado largo para alcanzar a calentar la cetona y destilarla así que se opto por cortarlo quedando con una longitud de 10cm y una pulgada de grosor con lo que se logro exitosamente la destilación. 8