Cuando sientes calor, esencialmente estás percibiendo la transferencia de energía térmica de algo caliente a algo más frío, tu cuerpo. Cuando siente algo frío, está percibiendo la transferencia de energía térmica en la otra dirección: de su cuerpo a algo más frío. Este tipo de transferencia de calor se llama conducción. El otro tipo principal de transferencia de calor que ocurre en la Tierra es entre fluidos y se conoce como convección.
Calculando la Transferencia de Calor por Conducción
Comience por ingresar las variables conocidas en la ecuación bastante simple que se usa para determinar la tasa de transferencia de calor, q, entre dos medios por conducción: q = (kA (Thot-Tcold)) /d. Por ejemplo, si k = 50 vatios /metro Celsius, A = 10 metros ^ 2, Thot = 100 grados Celsius, Tcold = 50 grados Celsius, yd = 2 metros, luego q = (50 * 10 (100-50)) /2.
Luego resta las dos temperaturas para trabajar a través de esa parte de la ecuación y obtener la diferencia de temperatura. En este ejemplo, el cálculo sería 100 grados Celsius - 50 degrees Celsius = 50 degrees Celsius, resultando en la ecuación simplificada q = (50 * 10 (50)) /2.
Multiplica la conductividad térmica y la área de superficie. Entonces ahora la ecuación simplificada es q = (500 * 50) /2.
Multiplique el producto de la conductividad térmica y el área de superficie que encontró en el paso anterior por la diferencia de temperatura para obtener q = 25,000 /2.
Finalmente, divida el producto calculado en el paso anterior por el grosor para obtener q = 12,500 W.
Calculando la transferencia de calor por convección
Comience por ingresar las variables conocidas en una ecuación similar para calcular la transferencia de calor por convección: R = kA (Tsurface-Tfluid). Por ejemplo, si k = 50 vatios /metros Celsius, A = 10 metros ^ 2, Tsurface = 100 degrees Celsius, y Tfluid = 50 degrees Celsius, entonces tu ecuación se puede escribir como q = 50 * 10 (100-50).
Calcule la diferencia de temperatura. En este ejemplo, el cálculo sería de 100 grados Celsius - 50 grados Celsius = 50 degrees Celsius, resultando en q = 50 * 10 (50).
Luego, multiplique la conductividad térmica por el área de la superficie para obtener q = 500 (50).
Finalmente, multiplique este producto por la diferencia de temperatura, dejando la tasa de transferencia de energía expresada en vatios. En este ejemplo, q = 25,000 W.
Consejo
El otro método primario de transferencia de calor se llama radiación, y así es como el calor se transfiere del sol a la Tierra en el vacío del espacio . La ecuación para este tipo de transferencia de calor es q = área de radiación constante de emisividad_Stefan (temperatura del radiador ^ 4-temperatura del entorno ^ 4).
