Cómo calcular la conductividad térmica

Escrito por grant d. mckenzie | Traducido por paulo roldan
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Cómo calcular la conductividad térmica
Los utensilios utilizados para cocinar deben tener una alta conductividad térmica. (Jupiterimages/Pixland/Getty Images)

La conductividad térmica es la propiedad de un material que describe la facilidad con la que ese material conduce la energía térmica o calorífica. Los materiales aislantes deben tener una conductividad térmica muy baja, mientras que los materiales utilizados para cocinar o en cambiadores de calor deben tener una conductividad muy alta. Normalmente, la conductividad térmica es un valor obtenido de forma experimental y se pone a disposición en gráficos o tablas, pero si se dan las condiciones iniciales adecuadas, puedes calcular el valor de la conductividad térmica para un material determinado.

Nivel de dificultad:
Moderadamente difícil

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Instrucciones

  1. 1

    Toma la derivada parcial de tu distribución de temperatura. Para calcular la conductividad térmica, esto debe hacerse sólo en una dirección, normalmente la "x" a menos que la distribución de temperatura esté dada en coordenadas radiales o esféricas.

  2. 2

    Obtén el flujo de calor si no está establecido. Esto puede hacerse con un aparato llamado placa de guarda caliente. Ésta mide el flujo de calor unidimensional en estado estacionario a través de un material de un espesor dado. Este método también simplifica el cálculo de la distribución de temperatura, ya que la temperatura se conoce en ambos extremos del espesor del material y la distribución para este caso es lineal.

  3. 3

    Utiliza la Ley de Fourier para calcular la conductividad térmica (La Ley de Fourier: q" = -k dT/dx). Resuelve la ecuación para la conductividad térmica, k e introduce los valores para el flujo de calor, q", y la derivada parcial de la distribución de temperatura, dT/dx. Haz la división para obtener el valor de k.

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