a) La
conductividad térmica K de los gases a baja densidad aumenta con el
incremento en la temperatura, mientras que la conductividad térmica de la mayor
parte de los líquidos disminuye con el incremento de la temperatura.
¿Por
qué?
Entre
mayor sea la temperatura, mayor van a ser las colisiones de las moléculas y
mayor va a ser la conductividad térmica, entonces; para la conductividad
térmica de los gases la temperatura es proporcional; sin embargo en los
líquidos lo que sucede en el momento de calentar el líquido es que sus
moléculas que están juntas se desordenan en forma vibracional, de manera
transversal, por tanto, su conductividad térmica disminuye, porque la forma en
la que el líquido es mejor conductor de calor es debido a los movimientos
longitudinales de sus partículas.
b)
La teoría
cinética de los gases predice y los experimentos confirman que la
conductividad térmica de los gases es proporcional a la raíz cuadrada de la
temperatura absoluta “T” e inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la
masa molar “M”.
Expresando de manera matemática el
enunciado anterior:
Pregunta:
¿Cuál de estos
elementos posee mayor conductividad térmica y ordene en forma decreciente:
helio, aire y el argón?
M(he)= 4g/mol
M(aire)= 29g/mol
M(Ar)=
40g/mol
Respuesta: Entre mayor la masa molar menor es la conductividad térmica,
entonces es: Argón, aire, helio.
c)
La conductividad
térmica KG de los gases es independiente de la presión en un
amplio rango de presión encontrados en la práctica.
d)
A
diferencia de los gases, la conductividad térmica KL de la mayor
parte de los líquidos decrece al incrementarse la temperatura, el agua es
una notable excepción, como en los gases la K de los líquidos disminuye al
aumentar la masa molar.
e)
En los
sólidos la conducción del calor se debe a dos efectos: uno por vibración de
la retícula el cual es inducido por los movimientos de vibración de las
moléculas, colocadas en posiciones más o menos fijos de una manera periódica
conocida como red cristalina; y el segundo efecto se debe a la energía
transportada por medio del flujo libre de electrones en el sólidos, por tanto,
la conducción térmica del solidos será igual a la suma de estos dos efectos.
GRÁFICOS y
FIGURAS
Figura. Mecanismos de
conducción de calor en las diferentes fases de una sustancia. (Cengel, 2011, p.
22).
La velocidad de flujo de calor por unidad de área es proporcional a
la disminución de temperatura sobre la distancia Y. La constante de
proporcionalidad (k) es la conductividad térmica de la placa.
(Bird, 2006, p.310).
Figura. Rango de la
conductividad térmica de diversos materiales a la temperatura ambiente.
(Cengel, 2011, p. 21).
BIBLIOGRAFÍA
-
CENGEL,
YUNUS .A. & GHAJAR, AFSHIN J. (2011). Transferencia de calor y masa.
México: Mcgraw – Hill
-
BIRD,
ROBERT (2006). Fenómenos de transporte. México: Limusa Wiley
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