López Ascama Jean César: EVAP-3

TERMODINAMICA

Programación de algunas formulas

Algunos conceptos:

CAPACIDAD CALORÍFICA (C)

La capacidad calorífica C de una muestra particular de una sustancia se define como la cantidad de energía necesaria para elevar en 1 °C la temperatura de la muestra. De esta definición vemos que si la energía Q se produce un cambio T en la temperatura de una muestra, entonces

(1)

CALOR ESPECÍFICO (c)

El calor específico c de una sustancia es la capacidad calorífica por unidad de masa. Por lo tanto, si la energía Q se transfiere a una muestra de una sustancia con masa m y la temperatura de la muestra cambia en T, entonces el calor específico de la sustancia es

(2)

El calor específico es en esencia una medida de lo térmicamente insensible que es una sustancia a la suma de energía. Cuanto mayor es el calor especifico de un material, más energía debe agregarse a una masa del material para causar un cambio particular de temperatura. La tabla 1 indica calores específicos representativos.

De esta definición, podemos relacionar la energía Q transferida entre una muestra de masa m de un material y su entorno a un cambio de la temperatura ?T como

(3)

Modos de transferencia de calor

Conducción: La conducción de calor o transmisión de calor por conducción es un proceso detransmisión de calor basado en el contacto directo entre los cuerpos, sin intercambio de materia, por el que el calor fluye desde un cuerpo a mayor temperatura a otro a menor temperatura que está en contacto con el primero. La propiedad física de los materiales que determina su capacidad para conducir el calor es la conductividad térmica. La propiedad inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.

(4)

donde:

es el calor transmitido por unidad de tiempo.

) es la conductividad térmica.

es el área de la superficie de contacto.

es la diferencia de temperatura entre el foco caliente y el frío.

es el espesor del material.

Convección: La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por medio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales fluidos. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido, por ejemplo: al trasegar el fluido por medio de bombas o al calentar agua en una cacerola, la que está en contacto con la parte de abajo de la cacerola se mueve hacia arriba, mientras que el agua que está en la superficie, desciende, ocupando el lugar que dejó la caliente.

La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley del Enfriamiento de Newton:

(5)

Donde

es el coeficiente de convección (o coeficiente de película),

es el área del cuerpo en contacto con el fluido,

es la temperatura en la superficie del cuerpo

es la temperatura del fluido lejos del cuerpo.

PROGRAMANDO LAS FORMULAS EN DEV C++:

#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
int main()
{
int opcion;
cout<<"********* MENU DE TERMODINAMICA ********* \n\n";
cout<<" 1) CAPACIDAD CALORIFICA \n";
cout<<" 2) CALOR ESPECIFICO \n";
cout<<" 3) ENERGIA TRANSFERIDA \n";
cout<<" 4) TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCION \n";
cout<<" 5) TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCION \n";
cout<<"*****************************************\n\n";
cout<<" Ingrese una opcion: "; cin>>opcion;
cout<<endl; cout<<endl;
switch (opcion)
{
case 1:
{
cout<<"**********CAPACIDAD CALORIFICA********** \n\n";
int Q, T;
float C;
cout<<"Ingrese la Energia: ";
cin>>Q;
cout<<"Ingrese la Variacion de temperatura: ";
cin>>T;
if (T != 0)
{
C = Q/T;
cout<<"La capacidad calorifica es: "<<C;cout<<endl;
}
else
{
cout<<"Nunca <T> debe ser igual a 0 \n ";
}
cout<<"*************************************";
}
break;
case 2:
{
cout<<"**********CALOR ESPECIFICO********** \n\n";
int Q, m, T;
float C;
cout<<"Ingrese la Energia: ";
cin>>Q;
cout<<"Ingrese la Masa: ";
cin>>m;
cout<<"Ingrese la Variacion de temperatura: ";
cin>>T;
if ((m*T) != 0)
{
C = Q/(m*T);
cout<<"El calor especifico es: "<<C;cout<<endl;
}
else
{
cout<<"Nunca <T> ni <m> deben ser iguales a 0 \n ";
}
cout<<"*************************************";
}
break;
case 3:
{
cout<<"**********ENERGIA TRANSFERIDA********** \n\n";
int Q, m, c, T;
float C;
cout<<"Ingrese el calor especifico: ";
cin>>c;
cout<<"Ingrese la Masa: ";
cin>>m;
cout<<"Ingrese la Variacion de temperatura: ";
cin>>T;
Q = (c*m*T);
cout<<"La energia transferida es: "<<Q;cout<<endl;
cout<<"*************************************";
}
break;
case 4:
{
cout<<"**********TTRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCION********** \n\n";
float k, a, t1, t2, x, Ct;
cout<<"Introduce la conductividad termica: \n";
cin>>k;
cout<<"Introduce el area de la superficie de contacto: \n";
cin>>a;
cout<<"Introduce la temperatura 1: \n";
cin>>t1;
cout<<"Introduce la temperatura 2: \n";
cin>>t2;
cout<<"INTRODUCE EL ESPESOR DEL MATERIAL: \n";
cin>>x;
if (x != 0)
{
Ct = (k * a * (t1 - t2))/x;
cout<<"El CALOR TRANSMITIDO ES : "<<Ct<< "\n ";
}
else
{
cout<<"Nunca <x> debe ser igual a 0 \n ";
}
cout<<"*************************************";
}
break;
case 5:
{
cout<<"**********TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCION********** \n\n";
float Ct, h, As, Ts, Tinf;
cout<<"Introduce el coeficiente de conveccion: \n";
cin>>h;
cout<<"Introduce el área del cuerpo en contacto con el fluido: \n";
cin>>As;
cout<<"Introduce la temperatura en la superficie del cuerpo: \n";
cin>>Ts;
cout<<"Introduce la temperatura del fluido lejos del cuerpo: \n";
cin>>Tinf;
Ct = h * As * (Ts - Tinf);
cout<<"El CALOR TRANSMITIDO ES : "<<Ct<< "\n ";
  cout<<"*************************************";
  }
break;
}//FIN DEL SWITCH

cout<<endl; cout<<"\n";

return 0;

}//FIN DE LA PROGRAMACION

MENU: