Entregable final Termodinámica
El objetivo de una nevera es producir un entorno adecuado que permita la conservación segura de ciertos alimentos. Se busca mantener bajas temperaturas para evitar o reducir la reproducción de bacterias dañinas.
Instituto Tecnológico de
Estudios Superiores de Monterrey
Campus Queretaro
Aplicación de la Termodinámica en Sistemas Ingenieriles (Gpo 104)
F1015B.104
“Refrigeración Pasiva”
Actividad 2
Profesora:
Ing. Cynthia Gutierrez Lara
Integrantes:
Paola Sosa Cardenas A01708815
Dulce Esmeralda Sabino Colin A01709605
Fernando Morales Santoyo A01708461
Noe Granados Dominguez A01709574
Alondra Arévalo León A01704190
Jorge Arturo Valle Pastrana A01709278
15 de Marzo de 2022
Introducción y objetivos
, El objetivo de una nevera es producir un entorno adecuado que permita la conservación
segura de ciertos alimentos. Se busca mantener bajas temperaturas para evitar o reducir la
reproducción de bacterias dañinas. Un sistema de refrigeración normalmente combina
varios factores para controlar la atmósfera como lo son la circulación del aire, la
evaporación y el uso de un refrigerante, pero en este reto nos hemos enfocado únicamente
en el aislamiento térmico. Hoy en día, el aislamiento térmico es posiblemente el elemento
más importante cuando se busca mantener temperaturas bajas o simplemente la
conservación de la temperatura ya que un buen aislante por si solo puede cumplir la
función de refrigeración. Incluso en los casos donde se utilizan circuitos de refrigeración
es indispensable que la nevera esté hecha de un material con una baja conductividad
térmica visto que ahorran energía de modo que economizan su costo además de reducir las
emisiones de dióxido de carbono al medio ambiente.
A lo largo de la historia se han utilizado distintos aislantes térmicos que se han ido
remplazando por otros más eficientes, esto ocurrió con la aparición de los polímeros como
el poliestireno (que es el componente principal del unicel), del cual está hecha nuestra
hielera, el poliestireno tiene una elevada resistencia térmica por lo que es uno de los
aislantes térmicos más usados en la actualidad.
Uno de los retos al diseñar una nevera es evitar las pérdidas térmicas, estas suceden por
varios factores como no tener un grosor adecuado en el material aislante o por la existencia
de puentes térmicos estructurales que se dan cuando el panel presenta aberturas, que en
este caso podrían ser la tapa de la nevera y el hueco por donde pasa el cable del sensor si
no es aislado correctamente.
Leyes de la termodinámica implicadas en este reto
Lo que hace la hielera es reducir el flujo de calor, la hielera posibilita el aislamiento
térmico oponiéndose a la conducción de calor entre el ambiente en el que se encuentra la
hielera y los materiales dentro de ella. El calor fluye naturalmente desde los objetos más
calientes hacía los objetos más fríos, es por ello que una hielera que impide el flujo de
calor evita que el entorno en el que se encuentra la nevera modifique su temperatura
interna. Dentro de la nevera, los objetos a mayor temperatura ceden calor a los objetos con
menor temperatura incluyendo al ambiente interno de la nevera, la transmisión de calor no
cesará hasta que se alcance un equilibrio térmico en el que todos los objetos estén a la
misma temperatura.
ΔT
También se debe considerar la ley de Fourier representada por la fórmula Q=kA ,
Δx
sabemos que la hielera estuvo al alcance de la luz solar y que en ese periodo hubo una alta
cantidad de energía calorífica “Q ” ganada que será proporcional al cambio de temperatura
Δ T T 1−T 2
en las superficies planas de la nevera representado por o , a pesar de que este
Δx L
es el momento en el que mayor calor se transmitió a la superficie de la nevera, esta está
hecha de poliestireno, un material con una conductividad térmica “k ” muy baja además de
tener un grosor “ L” adecuado, ambos son factores que se oponen a la transferencia de
calor y ayudan a mantener las bajas temperaturas dentro de la hielera.
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