La transmisión de calor en un material puede darse por radiación, convección o conducción. En el caso de los sólidos suele considerarse únicamente la transmisión por conducción. La conductividad térmica es la capacidad intrínseca de un material para conducir calor, mientras que la difusividad térmica representa qué tan rápido se difunde el calor a través del material. Ambas se encuentran relacionadas, la difusividad es la relación entre la conductividad térmica y la energía térmica almacenada. Los materiales con difusividad térmica grande responderán rápidamente a los cambios térmicos en su entorno.
En esta práctica se estudiará la conducción del calor en una barra metálica que es calentada con una fuente de calor colocada en uno de sus extremos. A partir de la medición de la evolución de la temperatura en distintos puntos de la barra estimarán la difusividad térmica del material. Además, la práctica servirá para introducirnos en métodos de medición de temperatura y la adquisición de varias señales en forma simultánea.
Se propone estudiar la conducción del calor cuando la alimentación es mediante ondas térmicas o el transitorio cuando la fuente provee una potencia constante.
La guía tradicional de la práctica explica el procedimiento de medición, el arreglo experimental y el comportamiento esperado de las variables a observar en el caso de alimentación con potencia constante y con ondas térmicas. En la bibliografía encontrarán dos publicaciones que discuten dos métodos de análisis de las mediciones para la alimentación con ondas térmicas (uno de ellos coincide con el propuesto en la guía).
Otra propuesta es alimentar con una fuente de potencia constante y estudiar el transitorio, analizando las aproximaciones del modelo. Para completar este análisis se recomienda medir el enfriamiento de la barra una vez que se apaga la alimentación de la fuente de calor.
Para este experimento van a tener que armar un código de control del instrumental que les permita adquirir las señales de siete sensores de temperatura empleando un multímetro de banco con un multiplexor. En las charlas grabadas vamos a presentar mínimamente sensores de temperatura.
El material escrito y audiovisual y las actividades están listadas acá abajo; el orden del material es el sugerido para arrancar la práctica.
- Leer la guía de la práctica
- Leer la bibliografía
- Mirar la charla de sensores de temperatura, luego repasar las diapos y trabajar sobre la Actividad de sensores de temperatura
Material adicional
Script para multímetro Agilent
Material complementario para práctica de sensores de temperatura
