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Práctica no-10

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Práctica no-10

  1. 1. Práctica No. 10 Perfiles de Temperatura Objetivo:Obtener un perfil de temperatura para el flujo de calor a través de un sólido. Marco Teórico: Temperatura. Es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está vinculada a la noción de frío (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura). Esta magnitud física está relacionada con la energía interior de los sistemas termodinámicos, de acuerdo al movimiento de sus partículas, y cuantifica la actividad de las moléculas de la materia. Calor. El calor es una forma de energía que los cuerpos almacenan (energía interna) que ocurre en función del estado de vibración de sus moléculas y depende de su estructura. La diferencia de temperatura existente entre los cuerpos hace que el calor se transfiera de un cuerpo a otro por rozamiento. El calor pasa del cuerpo más caliente al más frío. Cuando ambos cuerpos se hallan a la misma temperatura (equilibrio térmico) ya no hay más transferencia de calor. También puede lograrse el calentamiento de un cuerpo si le prendemos fuego; en este caso sería por liberación de energía de un sistema químico. Conductividad térmica. Es una propiedad física que describe la capacidad de un material de transferir calor por conducción, es decir, por contacto directo y sin intercambio de materia. La energía térmica siempre fluye de forma espontánea de mayor a menor concentración, esto es, de caliente a frío. Esto implica que la transmisión de calor por conducción se da de un cuerpo a otro que está a menor temperatura o entre zonas de un mismo material pero con temperatura diferente. Celda Peltier. Son celdas generalmente de cerámica que sirven para enfriar o calentar un objeto. Es ideal para experimentos o controles de temperatura. Si se utiliza por largos periodos de tiempo se recomienda utilizar un disipador en la zona caliente, además de recubrir la zona con pasta termina para un mejor termo conducción de los materiales. La celda se controla con 12V pero puede utilizase con un rango de voltaje de los 3 a los 16V. Dado que la celda consume una cantidad considerable de corriente, se debe tomar en cuenta que tienes la fuente a utilizar tenga la corriente necesaria, si no, no va a funcionar con su máxima eficiencia. Efecto Peltier. Consiste en hacer pasar una corriente por un circuito compuesto de materiales diferentes cuyas uniones están a la misma temperatura, se produce el efecto inverso al Seebeck (efecto termoeléctrico). En este caso, se absorbe calor en una unión y se desprende en la otra. La parte que se enfría suele estarcerca de los 10º Caprx., mientras que la parte que absorbe calor puede alcanzar rápidamente los 80º C. Lo que lo hace aún más interesantes es el hecho de que, al invertir la polaridad de alimentación, se invierta también su funcionamiento; es decir: la superficie que antes generaba frío empieza a generar calor, y la que generaba calor empieza a generar frío.
  2. 2. Material y equipo:  Termómetro de infrarrojo  Tubo de metal  Celda Peltier  Cargador de 5 voltios  Madera (aislante)  Regla Procedimiento: 1. Medir el tubo para marcar en donde se tomará la temperatura (cada centímetro). 2. Cubrir el tubo de metal con la madera aislante. 3. Conectar la Celda Peltier al cargador de 5 voltios. 4. Empezar a tomar el tiempo en cuanto se conecte el cargador al tomacorriente. 5. Luego de unos minutos tomar la temperatura a cada centímetro previamente marcado en el tubo y escribir los resultados.
  3. 3. Resultados: Temperatura del tubo sin calentar: 87.6o F Diámetro del tubo: 2.5cm = .025m Luego de dejar 18 minutos conectada la Celda Peltier, se obtuvieron los siguientes resultados: Distancia a la que se tomó la temperatura (cm) Temperatura (o F) 1 cm 104 2 cm 94.4 3 cm 91.6 4 cm 90.6 5 cm 89.6 6 cm 89.2 7 cm 89 8 cm 89 9 cm 89 Gráfica: 80 85 90 95 100 105 110 1 2 3 4 5 6 7 T (°F)
  4. 4. Observaciones:  Se midió a un centímetro exactamente cada punto en donde se tomaba la temperatura para tener una variación exacta.  Al medir la temperatura con el termómetro infrarrojo, la persona responsable debe hacerlo a una distancia aproximada de 15 - 20 cm.  Al momento de medir la temperatura se debe levantar la madera aislante unos milímetros para poder hacer la medición, lo cual debe hacerse rápido y volverse a tapar.  Es necesario cuidar que la placa no se despegue del cilindro aislado. Conclusiones: Debido a las mediciones de temperatura con una distancia variable se pudo observar el comportamiento del calor a través del tubo utilizado. El comportamiento que se observó fue como al aumentar la distancia, la temperatura iba disminuyendo poco a poco hasta llegar a un punto en el cual la temperatura se mantuvo constante. Referencias Temperatura. Recuperado de: http://definicion.de/temperatura/ Calor. Recuperado de: http://deconceptos.com/ciencias-naturales/calor#ixzz4i8jAKwGu Celda Peltier Cerámica. Recuperado de: https://hetpro-store.com/celda-peltier-ceramica-tec1-12706/ Efecto Peltier. Recuperado de: http://www.mundodigital.net/que-es-el-efecto-peltier/

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