En esta primera etapa de la unidad de Calor, nos dedicamos principalmente a experimentar y analizar los flujos convectivos. Para esto sumergimos en un estanque de vidrio con agua un modelo de policarbonato. Este modelo posee en su interior una pequeña placa calefactor que además de calentar el agua a su alrededor, también la tiñe de azul, para así poder observar y analizar el comportamiento y recorrido de este fluido.
Instrumental:
Estanque
de agua + placa calefactor
Materiales:
- Acuarela
azul
Dispositivo:
- Cubo 12 x 12 x 12
A continuación mostramos los resultados obtenidos, en la experimentación con la Cámara de Convección
Ensayo 1 (Calefactor a la izquierda)
a) Video Frontal
b) Video Lateral
c) Diagrama de Flujo
Ensayo 2 (Calefactor al centro)
a) Video Frontal
b) Video Lateral
c) Diagrama de Flujo
Al situar la fuente de calor al medio, alargamos el recorrido del agua caliente y producimos un estanque parcial del flujo en la secccion intermedia del cubo, donde se distingue claramente como circula el agua para alcanzar el equilibrio térmico a traves de la convección.
El nivel superior se mantiene frío y el nivel inferior templado, a pesar de ser la ubicación de la fuente de calor.
Ensayo 3 (Calefactor a la derecha)
a) Video Frontal
b) Video Lateral
c) Diagrama de Flujo
Al situar la fuente de calor al lado derecho del cubo, provocamos un desplazamiento bastante rápido del fluido termico y con mínimas desviaciones. Esto produce un mayor contraste térmico, debido a que el fluido tiende a seguir el recorrido vertical más cercano, dejando el otro lado del cubo practicamente sin variacion termica por bastante tiempo. Esto no cambia hasta haber llenado el volumen superior con este fluido caliente. Por eso, mientras mas expedito sea el recorrido, más se tarda en alcanzar el equilibrio térmico.
Al hacer tres experimentaciones en una misma espacialidad pero con distinta ubicación de la fuente de calor, pudimos notar diferencias en cuanto a la ascendencia del fluido, y como se llenan los espacios.
Conclusión
El termofluido siempre busca la salida vertical mas cercana para seguir ascendiendo, y mientras la busca , este se expande a lo largo de la superficie que se encuentre sobre el , generando un manto , una capa uniforme de calor que cubre la parte superior del plano que le interfiere. Este manto permanece en constante movimiento, ya que luego de unos segundos, el fluido pierde parte de su Temperatura y desciende, dando lugar a una nueva masa de agua caliente. Este ciclo se repite numerosas veces hasta lograr un equilibrio termico, que en el caso de este experimento sería que toda el agua del estanque adquiriera la misma tonalidad de azul.
A mayor recorrido del fluido menor velocidad de propagación.
Equipo de trabajo:
- Fernanda Macaya V.
- Gabriela Torres P
- Ayami Nakamura Y.
- Ayling Suazo S.
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