PRESENTACIÓN CALOR en pdf

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Calor
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA
CATEDRA ING JAVIER ROSCARDI 
C
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rd
i
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Calor 
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2
C
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C
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sc
a
rd
i
¿ Qué es el calor?
Átomo y Molécula
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1
/0
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2
0
3
C
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C
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rd
i
Átomo Molécula
Calor
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4
TEMPERATURA MAYOR temperatura menor
Temperatura Final COMUN
C
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 –
C
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te
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ra
R
o
sc
a
rd
iEsta transformación se da en forma natural o espontanea 
Esta transformación se da entregando trabajo (ciclo de 
refrigeración por compresión)
TEMPERATURA MAYOR temperatura menor
Calor y Temperatura
0
1
/0
8
/2
0
2
0
5
Es un parámetro: 
forma de medir el 
grado de agitación 
molecular
TEMPERATURA
C
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 –
C
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R
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sc
a
rd
i
Es una forma de 
energía en tránsito 
que se transfiere de 
un cuerpo a otro
CALOR
Grado de agitación molecular
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/0
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/2
0
2
0
6
C
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C
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a
rd
i
Temperatura y Estado
0
1
/0
8
/2
0
2
0
7
Cuando cambia el 
estado de agitación 
molecular
Cuando cambia la 
distancia entre las 
moléculas
Cambio de 
TEMPERATURA
Cambio de 
ESTADO
C
A
LO
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F
A
A
 –
C
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a
rd
i
¿Cómo medimos la temperatura?
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1
/0
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8
• Escala Celsius
• Escala Kelvin
Escala Relativa
Escala Absoluta
C
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rd
i
¿Cómo medimos la temperatura?
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/0
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/2
0
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9
ºF ºC ºK
El agua 
hierve a
212 100 373
Temperatura 
ambiente
72 23 296
El agua se 
congela a
32 0 273
Cero 
absoluto
-460 -273 0
La diferencia de temperatura
en ºC ó ºK es la misma
C
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C
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i
Calor Vs. Temperatura
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/0
8
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10
C
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sc
a
rd
i
Misma temperatura, se entregó distinta cantidad de calor.
Calor Sensible y Calor Latente
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/0
8
/2
0
2
0
11
Calor Sensible
Calor Latente
• Cantidad de calor recibido o entregado por 
un cuerpo, que produce una variación de 
temperatura.
C
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A
 –
C
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d
ra
R
o
sc
a
rd
i
• Se puede medir con un termómetro.
• Cantidad de calor recibido o entregado por 
un cuerpo, que produce un cambio de estado.
• En un cambio de estado la temperatura se 
mantiene constante durante todo el proceso de 
transformación.
El calor es positivo cuando un cuerpo recibe calor.
El calor es negativo cuando un cuerpo entrega calor.
Calor Sensible
0
1
/0
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/2
0
2
0
12
• ¿Cómo calculo la cantidad de calor que 
genera un cambio en la temperatura?
Qs= Ce x masa x Δ temp.
Donde:
Qs → Cantidad de calor intercambiado (Kcal)
Ce → Calor específico (constante que tiene que ver con cada sustancia) (Kcal/Kg°C) 
*dato de tabla
Δ temp. → Temp. Final – Temp. Inicial (°C) 
C
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Calor Latente
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• ¿Cómo calculo la cantidad de calor 
que genera un cambio de estado?
QL = CL x masa
Donde:
QL → Cantidad de calor intercambiado (Kcal)
CL → Calor latente (constante que tiene que ver la transformación) (Kcal/Kg) *dato de 
tabla
C
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C
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Cambios de Estado
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/0
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¿Tiene que ver la presión con los cambios de estado?
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C
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a
rd
i
Si. La temperatura de un cambio de estado está 
condicionada o regulada por la presión.
Ejemplo:
El agua hierve a 100°C a presión atmosférica.
Si la presión baja, la temperatura de ebullición del agua baja (podrá hervir a 80°C).
Si la presión sube, la temperatura de ebullición del agua sube (podrá hervir a 120°C). 
Estados de la materia
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/0
8
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2
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C
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i
Cambios de Estado
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8
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Sólido
Líquido
Gaseoso
Fusión
Vaporización
Sublimación
Cristalización
C
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C
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Solidificación
Licuación ó 
Condensación
Calor Latente y Calor Sensible
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2
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Dilatación Lineal
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Dilatación Lineal
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8
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C
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i
to
Lo
tf
Lf
ΔL
ΔL = Lo x α x Δt α = Coeficiente de dilatación Lineal
Dilatación Superficial
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/0
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/2
0
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0
20
ΔS = So x β x Δt
C
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A
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C
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β = Coeficiente de dilatación Superficial
β = aprox. 2 α
S0
Sfinal
Dilatación Volumétrica
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/1
0
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0
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C
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i
ΔV = Vo x γ x Δt
γ = Coeficiente de dilatación volumétrico
γ = aprox. 3 α
Dilatación Lineal: Ejemplo
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0
2
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Coeficientes de dilatación similares: 
Hormigón y Acero 0
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8
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Juntas de dilatación
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/0
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Ciclo de refrigeración por compresión
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/0
8
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Ecuación general de los gases
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/0
8
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i
P V
T
resión olúmen
emperatura
P . V = Cte
T
P
T
= CteSi V es constante
P1 P2
T1 T2
=
Ciclo de compresión
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/2
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2
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i
COMPRESOR CONDENSADOR
VÁLVULA DE 
EXPANSIÓN
EVAPORADOR
GAS
GAS
LIQUIDO
Flash gas ( liquido + gas)
p t
P T
p t
Aire Interior Aire Exterior
(TRABAJO MECÁNICO)
(TRABAJO MECÁNICO)
Conceptos
0
1
/0
8
/2
0
2
0
28
RESISTENCIA TÉRMICA (R): grado de oposición al pasaje de calor por 
unidad de tiempo.
Es inherente al sistema, por ejemplo, a los materiales con los que esta 
construida una pared.
TRANSMITANCIA TÉRMICA (K): Es la inversa a la resistencia térmica. El 
coeficiente K se utiliza para tener en cuenta todos los fenómenos de 
transmisión de calor.
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C
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R
o
sc
a
rd
iR = 1
K
K = 1
R
La cantidad de calor transmitida dependerá de la diferencia de 
temperaturas, la superficie y de la facilidad o dificultad en el trayecto 
donde esta ocurriendo el fenómeno.
La facilidad o dificultad se evalúa mediante: 
Transmisión del Calor
0
1
/0
8
/2
0
2
0
29
→ CONDUCCIÓN Se da principalmente en los cuerpos sólidos.
→ CONVECCIÓN Solamente en los fluidos: líquidos o gases.
→ RADIACIÓN Por medio de ondas electromagnéticas. 
Se propaga en todos los medios, inclusive 
en el vacío.
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Transmisión del Calor
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Cantidad de calor que se transmite por conducción
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CONDUCCIÓN
Q
e
Qc = λ x Sup. x Δ temp.x Tiempo
e
Donde:
λ = K → Transmitancia térmica solo por conducción
Qc → Cantidad de calor intercambiado por conducción [Kcal]
T → Tiempo [hs]
λ → Coeficiente de conductibilidad térmica ó Coeficiente de 
conducción [ Kcal.m/m2.h.ºC]
C
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C
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i
e
Transmisión de Calor
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/2
0
2
0
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rd
i
CONVECCIÓN
Transmisión de Calor por convección
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/2
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R
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sc
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rd
i
Q convección = a x Sup x (t1-t2) x T
[a] = Kcal/m2h°C
Transmisión de Calor por radiación
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/0
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/2
0
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0
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RADIACIÓN
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a
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Lo que emite 
o absorbe un 
cuerpo por 
radiación 
térmica 
depende de: 
color, 
tamaño y 
forma de la 
superficie
Se propaga 
en todos losmedios, 
inclusive en 
el vacío
Propagación del calor
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Transmisión de calor
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1
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8
/2
0
2
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a
rd
i
Q = K x Sup x DT° x Tiempo
Situación: Invierno
Temperatura exterior < Temperatura interior
Pérdidas de calor. (Cantidad de calor que se 
transfiere del interior al exterior)
K = Transmitancia térmica de aire interior a aire exterior
Sup = Superficie del muro.
DT° = Diferencia de temperatura entre el aire interior y el aire exterior
Resistencia Térmica total de un muro
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sc
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rd
i
R = 1 = 1 + S e + 1
k a int λ a ext
interior exterior
a int a ext
Donde:
1 → Resistencia térmica por convección interior.
a int
e
λ
→ Resistencia térmica por conducción.
1 → Resistencia térmica por convección exterior.
a extR
Inercia Térmica y Resistencia Térmica
0
1
/0
8
/2
0
2
0
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Inercia térmica: Oposición a la variación de la 
temperatura. 
Depende de la masa, el calor especifico y el 
coeficiente de conductibilidad térmica.
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F
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A
 –
C
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te
d
ra
R
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sc
a
rd
i
Resistencia térmica: Oposición al pasaje de calor.
A masa
A calor especifico
A λ = Inercia térmica Inercia térmica
GRACIAS !
0
1
/0
8
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0
2
0
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