Diseño de un equipo didáctico para la determinación de la conductividad térmica de sólidos

Abstract

En este trabajo fue realizado el diseño de un equipo de laboratorio que permite medir la conductividad térmica de sólidos. El equipo tiene como fin principal, la realización de prácticas de laboratorio que permitan afianzar al estudiante conceptos relacionados al fenómeno de conducción de calor, a través de la aplicación de la Ley de Fourier y la ecuación de difusión de calor. La configuración del equipo consiste en disponer de tres barras metálicas cilíndricas dispuestas en serie, de igual diámetro y aisladas térmicamente. Las barras de los extremos son usadas como material de referencia con propiedades físicas bien definidas, para este caso aluminio, y una tercera barra de estudio el cual se va a determinar la conductividad térmica. Esta configuración dispone de una fuente de calor constante en un extremo y un sumidero de calor en el otro. El fenómeno de conducción de calor a través de la barras fue simulado en condiciones de estado estable, y bajo la presunción que el campo de temperatura solo varía en dirección radial y axial (simetría axial). La simulación mostró que el flujo de calor en dirección radial es despreciable, como se esperaba, por el efecto del aislante y por el hecho que D/L<