calefaccion

Calefacción
Calefacción, (del lat. calefactio, -onis) es una forma de climatización que consiste en satisfacer el equilibrio térmico cuando existe una pérdida corporal de calor, disipada hacia el ambiente, mediante un aporte calórico que permite una temperatura ambiente confortable. Éstos sistemas son destinados a climatizar, mayormente en invierno, los ambientes interiores de los edificios, casas, locales comerciales, etc.
Misión La misión de la calefacción es la de regular la pérdida de calor en el ser humano en épocas frías. Esto también requiere conocer otros factores que afectan el bienestar térmico, además de la ropa y la actividad realizada
Historia
En épocas remotas, se utilizaba como método de calefacción el fuego en la habitación. A su alrededor los humanos fueron añadiendo dispositivos para mejorar el rendimiento y también la estética (chimenea para evacuar los humos, bocas decoradas, etc).
Los romanos inventaron uno de los primeros sistemas de calefacción, que consistía en colocar aserrín para atrapar el calor. Posteriormente diseñaron uno en el que el fuego no estaba en el propio recinto, el cual se denominó hipocausto, que consiste en una serie de conductos bajo el piso que llevaban los gases calientes de un fuego situado en otro local y se liberaban al ambiente por conductos de terracota (llamados tubuli) en las paredes, las cuales a su vez experimentaban ganancia térmica debido a este proceso. En la Castilla medieval y en épocas recientes, segunda mitad del siglo XX, se usaba este sistema con el nombre de gloria. Las ventajas de este tipo de instalación son:
El aire de combustión no barre el ambiente, como en el fuego abierto, y se evita el enfriamiento;
La regulación de la potencia se hace regulando la entrada de aire, lo que no se puede hacer en los fuegos en el local;
El fuego no está al alcance de la gente, evitando quemaduras, especialmente a los niños.
Benjamín Franklin inventó la estufa salamandra, el primer artefacto no integrado en la construcción, que permite una mejor regulación de la combustión y mejor control del humo, por lo que también suponía un ahorro de combustible. De todos modos, frente al hipocausto y a la gloria, tiene el inconveniente de que la combustión se hace en el local a calefactar, por lo que debe tener una entrada de aire que enfría el ambiente.
SISTEMAS DE CALEFACCIÓN
La regulación de las condiciones ambientales dentro de una vivienda, industria o comercio, son procesos que implican sistemas de ventilación o calefacción. Un sistema de calefacción permite elevar la temperatura de determinado espacio en relación con la temperatura ambiental exterior para generar condiciones cómodas para la habitación de los seres humanos. Con este objetivo esencial de combatir el frío y permitir un grado elevado de calidad de vida se han desarrollado diversos sistemas de calefacción. Al momento de adoptar entre los diferentes sistemas de calefacción existentes es fundamental considerar ciertas variables para que los mismos resulten eficientes. La zona geográfica donde está ubicada el espacio donde se va instalar el sistema de calefacción es la primera de las condiciones que se deben atender; si se halla en una zona climática fría se debe considerar la necesidad de un sistema de calefacción de flujo constante y en lo posible, con combustible de red o que cuente con depósitosEn caso de que el edificio se encuentre en zona anegada por nevadas o interrupciones de otro tipo. En cuanto a las zonas de temperatura moderada se pueden utilizar sistemas de calefacción básicos (incluso portátiles), con combustibles livianos.
Cálculo de calefacción para un ambiente
Otra de las variables para la elección de un sistema de calefacción acorde al espacio es, obviamente, las dimensiones del mismo; los especialistas conocen de cálculos simples para determinar las necesidades exactas y la conveniencia de cada sistema por cada metro cuadrado a calefaccionar. También es importante la ubicación del edificio en cuanto a su orientación geográfica; los edificios se relacionan con las condiciones macro y micro climáticas de su zona, determinadas aquéllas por conceptos amplios como la región donde se ubica y la latitud, y éstas por las temperaturas máximas, las lluvias, el viento, la radiación solar y los accidentes del terreno; la ubicación ideal de un edificio para optimizar y ahorrar en sistemas de calefacción debe orientar su superficie de captación (es la superficie donde se ubica el acristalado, es decir, la superficie con mayor cantidad de ventanas) en sentido Este y el resto de la construcción ubique su eje longitudinal Norte Sur

Sistemas [editar]
Actualmente hay diversos sistemas de calefacción.
Según la extensión:
Calefacción unitaria
Calefacción centralizada
Calefacción urbana
Según la forma de calefactar:
Calefacción por agua
Calefacción por vapor
Calefacción por aire
Calefaccion eléctrica
Calefaccion por fibra de carbono
Según el sistema utilizado:
Calefacción con radiadores
Calefacción por suelo radiante Calefacción con bomba de calor (aire)

proceso adiabatico

Proceso Isobárico es aquel proceso termodinámico que ocurre a presión constante. En él, el calor transferido a presión constante está relacionado con el resto de variables mediante:
,
Donde:
= Calor transferido.
= Energía Interna.
= Presión.
= Volumen.
En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea horizontal.
Obtenido de "

proceso isotermico

Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio de temperatura reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio de temperatura constante en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas ideal en contacto permanente con un termostato es un ejemplo de proceso isotermo, y puede llevarse a cabo colocando el gas en contacto térmico con otro sistema de capacidad calorífica muy grande y a la misma temperatura que el gas; este otro sistema se conoce como foco caliente. De esta manera, el calor se transfiere muy lentamente, permitiendo que el gas se expanda realizando trabajo. Como la energía interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y ésta permanece constante en la expansión isoterma, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas: Q = W.
Una curva isoterma es una línea que sobre un diagrama representa los valores sucesivos de las diversas variables de un sistema en un proceso isotermo. Las isotermas de un gas ideal en un diagrama P-V, llamado diagrama de Clapeyron, son hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es P•V = constante.
Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_isot%C3%A9rmico"

proceso isotermico

isoterma

La isoterma es una curva que une los puntos, en un plano cartográfico, que presentan las mismas temperaturas en la unidad de tiempo considerada. Así, para una misma área, se pueden diseñar un gran número de planos con isotermas, por ejemplo: Isotermas de la temperatura media de largo periodo del mes de enero, de febrero, etc., o las isotermas de las temperaturas medias anuales.
Ejemplo de Isoterma [

El aluvión de 1993 en Santiago de Chile
Al medio día del lunes 3 de Mayo de 1993, tras un corto chaparrón de 2 horas, se dejó caer sobre el sector sur-oriente de la ciudad de Santiago, una gran masa de lodo y piedras, arrastradas por una corriente de agua que provenía de la ladera cordillerana, cientos de casas fueron destruidas y las calles de 4 comunas quedaron intransitables. todo esto fue provocado por la isoterma, la isoterma en Santiago se ubica a los 2000m de altura, el día 2 de Mayo, por una subida en la temperatura, esta subió a los 4000m, cuando ocurrió el chaparrón, el agua que debería caer en las alturas de los 4000m cayeron en forma de agua, derritiendo la nieve de la cordillera y arrastrando todo a su paso desde la cumbre de Don Ramón.

ESCALAS DE TEMPERATURA

Partiendo de la diferencia de nivel que el mercurio toma, cuando se toma el termómetro en el hielo fundente y cuando lo está entre agua en ebullición en condiciones normales de presión, por convención, esta longitud por así decirlo se expresa con distintas divisiones que dan origen a las diferentes escalas termométricas. En la actualidad se emplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas está la escala Celsius también conocida como escala centígrada, la escala Fahrenheit, la escala Kelvin, la escala Ranking o la escala termodinámica internacional. En la escala Celsius, el punto de congelación del agua equivale a 0°C, y su punto de ebullición a 100 °C. Esta escala se utiliza en todo el mundo, en particular en el trabajo científico. La escala Fahrenheit se emplea en los países anglosajones para medidas no científicas y en ella el punto de congelación del agua se define como 32 °F y su punto de ebullición como 212 °F. En la escala Kelvin, la escala termodinámica de temperaturas más empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, −273,15 °C. La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada por K, se define como igual a un grado Celsius. Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala Ranking, en la que cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. En la escala Ranking, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R, y su punto de ebullición a 672 °R. En la escala Reaumur también se pone 0 en el punto de fusión del hielo, pero en el punto de ebullición del agua se pone 80.

tipos de precion

1. Presión atmosférica.2. Presión absoluta.3. Presión relativa.Pero antes de tratar sobre las diferencias entre estas presiones, vamos a definir qué es la presión en si misma.La presión es el cociente entre la fuerza normal que incide sobre una superficie o cuerpo y el valor del cuerpo o la superficie. De esta forma obtenemos esta fórmula:
Presión atmosférica.
Torricelli realizó un experimento que consistía en verter mercurio en un tubo de vidrio, colocó el tubo de vidrio en una cubeta rellena de mercurio, dejando la parte abierta del tubo dentro de la cubeta y la parte cerrada en el exterior de la cubeta. Realizando dichas operaciones, observó que el mercurio quedaba a determinada altura dentro del tubo. Pero lo curioso del experimento era que la altura en que quedaba el mercurio dentro del tubo, variaba dependiendo de la altitud y de ciertas condiciones climatológicas. Al hacerlo sobre el nivel del mar, la altura del mercurio alcanzaba los 760 mm. A este valor se le denominó 1 atmósfera.La presión atmosférica es la presión que ejerce la atmósfera sobre todos los cuerpos de la tierra o que están en el interior de la atmósfera.
Peso específico.
Antes de continuar tratando de las presiones, debemos aclarar que es el peso específico de un líquido y de un gas.Se denomina peso específico de un gas o líquido al peso de la unidad de su volumen.Tanto la temperatura como la presión influyen en el peso específico, por este motivo se acostumbra a indicar éstos valores cuando se da el valor del peso específico, normalmente en Kg/m3 o en gr/cm3.
Presión absoluta.
Se denomina presión absoluta a la presión que soporta un sistema respecto al cero absoluto. Para poder decir que existe sobrepresión la presión absoluta debe ser superior a la presión atmosférica.Sin embargo, cuando la presión absoluta es inferior a la presión atmosférica decimos que existe una depresión.Para complicar un poco el asunto, diremos que la sobrepresión y la depresión son la presión relativa.Hay que tener en cuenta, que tanto la presión absoluta (Pab) como la presión relativa (Pr) están en función de la presión atmosférica (P0).

Punto de fusión

El punto de fusión es la temperatura a la cual la materia pasa de estado sólido a estado líquido.
Al efecto de fundir un metal se le llama fusión (no confundir con el punto de fusión). También se suele denominar fusión al efecto de licuar o derretir una sustancia sólida, congelada o pastosa, en líquida.
En la mayoría de las sustancias, el punto de fusión y de congelación, son iguales. Pero esto no siempre es así: por ejemplo, el agar se derrite a los 85 °C y se solidifica a partir de los 31 °C a 40 °C; este proceso se conoce como histéresis
Puntos de fusión (en azul) y puntos de ebullición (en rosado) de los ocho primeros ácidos carboxilicos (°C)

Convección

La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales fluidos. Éstos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, disminuyen su densidad y ascienden desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que está a menor temperatura. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio de las corrientes ascendente y descendente del fluido.

Radiación térmica

Se denomina radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura. Todos los cuerpos con temperatura superior a 0 K emiten radiación electromagnética, siendo su intensidad dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. En lo que respecta a la transferencia de calor la radiación relevante es la comprendida en el rango de longitudes de onda de 0,1µm a 100µm, abarcando por tanto parte de la región ultravioleta, la visible y la infrarroja del espectro electromagnético.
Ejemplos [editar]
La radiación infrarroja de un radiador doméstico común o de un calefactor eléctrico es un ejemplo de radiación térmica.
La luz emitida por una lámpara incandescente. La radiación térmica se produce cuando el calor del movimiento de partículas cargadas dentro de los átomos se convierte en radiación electromagnética.
La aplicación de la Ley de Planck al Sol con una temperatura superficial de unos 6000 K nos lleva a que el 99% de la radiación emitida está entre las longitudes de onda 0,15 μm (micrómetros o micras) y 4 micras y su máximo, dado por la ley de Wien, ocurre a 0,475 micras. Como 1 Å = 10-10 m = 10-4 micras resulta que el Sol emite en un rango de 1500 Å hasta 40000 Å y el máximo ocurre a 4750 Å. La luz visible se extiende desde 4000 Å a 7400 Å. La radiación ultravioleta u ondas cortas irían desde los 1500 Å a los 4000 Å y la radiación infrarroja o radiación térmica u ondas largas desde las 0,74 micras a 4 micras

Condensación

de la humedad ambiental en la superficie de la garrafa por la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior.

Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que se encuentra en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera

Condensación de la humedad ambiental en la superficie de la garrafa por la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. directa, el proceso es llamado sublimación inversa.

kelvin

El kelvin (símbolo K), es la unidad de temperatura de la escala creada por William Thomson en el año 1848, sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto cero en el cero absoluto (−273,15 °C) y conservando la misma dimensión. William Thomson, quien más tarde sería Lord Kelvin, a sus 24 años introdujo la escala de temperatura termodinámica, y la unidad fue nombrada en su honor.
Es una de las unidades del Sistema Internacional de Unidades y se corresponde a una fracción de 1/273,16 partes de la temperatura del punto triple del agua.[1] Se representa con la letra "K", y nunca "°K". Además, su nombre no es el de "grados kelvin", sino solamente "kelvin"; no se dice "19 grados Kelvin" sino "19 kelvin" o "19 K".[1]
Coincidiendo el incremento en un grado Celsius con el de un kelvin, su importancia radica en el 0 de la escala: a la temperatura de 0 K se la denomina cero absoluto y corresponde al punto en el que las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico puede tener una temperatura inferior. A la temperatura medida en Kelvin se le llama "temperatura absoluta", y es la escala de temperaturas que se usa en ciencia, especialmente en trabajos de física o química

celcsius

Anders Celsius
(Uppsala, Suecia, 1701-id., 1744) Físico y astrónomo sueco. Profesor de astronomía en la Universidad de Uppsala (1730-1744), Anders Celsius supervisó la construcción del Observatorio de Uppsala, del que fue nombrado director en 1740. En 1733 publicó una colección de 316 observaciones de auroras boreales. En 1736 participó en una expedición a Laponia para medir un arco de meridiano terrestre, lo cual confirmó la teoría de Newton de que la Tierra se achataba en los polos.Celsius es conocido como el inventor de la escala centesimal del termómetro. Aunque este instrumento es un invento muy antiguo, la historia de su gradación es de lo más caprichosa. Durante el siglo XVI era graduado como "frío" colocándolo en una cueva y "caliente" exponiéndolo a los rayos del sol estival o sobre la piel caliente de una persona. Más tarde el francés Réaumur y el alemán Farenheit en 1714, lo graduaron basándose en la temperatura del hielo en su punto de fusión y en la del vapor de agua al hervir, pero la escala alemana iba de 32 a 212 grados, mientras que la francesa lo hacía de 0 a 80 grados.
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fahrenheit

Gabriel Fahrenheit (Gdansk, Polonia, 24 de mayo de 1686 - La Haya, Holanda, 16 de septiembre de 1736). Físico alemán de quien toma su nombre la escala Fahrenheit de temperatura.
Autor de numerosos inventos, entre los que caben citar los termómetros de agua (1709) y de mercurio (1714), la aportación teórica más relevante de Fahrenheit fue el diseño de la escala termométrica que lleva su nombre, aún hoy la más empleada en Estados Unidos y hasta hace muy poco también en el ReinEscalas termométricas de Celsius y Fahrenheit [editar]
Fahrenheit diseñó una escala empleando como referencia una mezcla de agua y sal de cloruro de amonio a partes iguales, cuya temperatura de congelación es más baja que la del agua y la de ebullición más alta. Los valores de congelación y ebullición del agua convencional (el 0 y el 100 de la escala Celsius) quedaron fijados en 32 °F y 212 °F, respectivamente. En consecuencia, al abarcar un intervalo más amplio, la escala Fahrenheit permite mayor precisión que la centígrada a la hora de delimitar una temperatura determinada. En concreto, 180 grados Fahrenheit (212-32) corresponden a 100 grados Celsius; es decir, ambas escalas están en una relación de 9 a 5 y el 0 °C se corresponde con 32 °F; por lo tanto, las conversiones resultan: F=9C/5+32 y C=(F-32)5/9.
Publicó estos resultados en 1714, en Acta Editorum. Por entonces los termómetros usaban como líquido de referencia el alcohol y, a partir de los conocimientos que había adquirido Roemer de la expansión térmica de los metales, Fahrenheit pudo sustituirlo ventajosamente por mercurio a partir de 1716.o Unido, hasta la adopción por este país del sistema métrico decimal