Termodinámica: Temperatura, calor y primera ley de la termodinámica. Nombre de alumno: Ricardo Meneses Física en Procesos Industriales Instituto IACC 05/07/2021 Desarrollo 1. Complete la siguiente tabla, identificando el mecanismo de transferencia de calor y la justificación de su elección. Justifique con sus propias palabras. RESPUESTA: SITUACION : 1. Calentar agua en una olla a temperatura constante. 2. Temperar una habitación Con un radiador de pared. MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR: convección Radiación 3. Calentamiento de la cuchara que se conducción encuentra sumergida en el café. JUSTIFICACION: En este caso, la masa de agua más próxima a la fuente de calor, sube hacia la superficie y la masa de agua fría de la superficie va hacia el fondo para adquirir calor. La transferencia de calor del cuerpo mayor provoca ondas Electromagnéticas emitiendo el calor por la radiación de esta. Se produce la propagación del calor provocado al movimiento térmico de las moléculas. la cuchara en un tiempo determinado toma la misma temperatura a la que se encuentra el café. 2. Leonardo es el nuevo operario de un taller de metales y se le ha encargado diseñar, por medio de un tratamiento de temperatura en horno, una pieza de hierro de masa m= 7[Kg]. Antes de ser ingresada al horno, este operario, registra su temperatura de ingreso en 25[ºC]. Con respecto a esta situación, determine: a) Determine cuánta energía deberá suministrar el horno a la placa para que esta pieza de hierro alcance los 150[°C]. RESPUESTA: Se sabe que, para relacionar la masa, el calor y las variaciones de temperatura se usan la siguiente expresión: =𝑐∗𝑚∗Δ𝑇 FORMULA: m = 7 (kg) Tº ingreso = 25 ºC Tº deseada = 150 ºC Material = hierro (Fe) Calor esp. 460 (J/Kg*ºC) Utilizaremos la fórmula de calor = 𝑐∗𝑚∗Δ𝑇 Q= 460 (J/Kg*ºC) * 7(Kg) *(150ºC – 25 ºC) Q= 460 (J) * 7(Kg) * 125 ºC Q= 402.500 (J) Por lo tanto, para que la pieza de Hierro alcance los 150°C se deben suministrar 402.500 (J). b) ¿Qué es conveniente que haga Leonardo para enfriar la pieza de hierro al momento de sacar este metal del horno? RESPUESTA: Leonardo debería aislar la pieza de hierro para que ésta se enfríe a temperatura ambiente, y de esta forma conserve su resistencia. El no cumplir con esto, podría ocasionar que la pieza de hierro se temple y finalmente pierda su resistencia. En este caso vertiéndole agua y a si ocasionando el templado y posteriormente mayores posibilidades de quebradura. (POR ENDE NO ES RECOMENDABLE EL AGUA). Solo a temperatura ambiente. La otra forma seria que se enfríe la pieza dentro del mismo horno bajando la temperatura, controlada y lentamente, a 50ºC para luego terminar de enfriar al aire, esto es para evitar La formación de nuevas tensiones en la pieza de hierro por el shock térmico. 3. Describa los 3 mecanismos de transferencia de calor analizados en esta semana por medio de 3 ejemplos que pueda evidenciar en su trabajo u hogar. RESPUESTA: ● Convección: en mi hogar tengo un calefactor de combustión lenta, este calefactor tiene un recubrimiento latón con un espacio entre este latón y el hierro de la estufa, y permite que la estufa, en este espacio, caliente el aire frío a ras de suelo y lo eleve, generando una corriente de aire caliente que templa la habitación ● Radiación: el horno eléctrico al usarse para producir pan amasado, los radiadores de éste emiten calor radiante que calienta directamente la masa no necesitando que se caliente el aire que hay en el espacio entre el pan con los radiadores ● Conducción: cuando le realicé una mantención a mi pc portátil, el procesador de éste tiene un sistema de enfriamiento que consiste en una barra plana de cobre que en un extremo está pegada al procesador y en el otro extremo tiene un radiador con un ventilador, y el proceso de enfriamiento del procesador consiste en que el procesador, por naturaleza de su funcionamiento produce calor, transmitiéndose directamente hacia la barra de cobre por el mecanismo de conducción térmica y a su vez el cobre conduce el calor hacia el radiador en su otro extremo, para ser enfriada por el ventilador que le inyecta aire frío al radiador. BIBLIOGRAFÍA Física en procesos industriales (mecanismos de transferencia de calor). https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34475/1/Mecanismos%20de%20transmisi%C3%B 3n%20de%20calor%20%28CONDUCCION%2C%20CONVECCION%2C%20RADIACION%29. pdf Física en procesos industriales (el calor y sus mecanismos de transferencia). https://www.youtube.com/watch?v=hq5M-lTauFI Física en procesos industriales (por radiación). https://www.youtube.com/watch?v=hq5M-lTauFI&t=113s Física en procesos industriales (convección). https://www.youtube.com/watch?v=_9cCpihh2gI Física en procesos industriales (contenido semana 6). https://campus.iacc.cl/ultra/courses/_20001_1/outline/edit/document/_1895672_1?courseId =_20001_1
