MEDIDA (Presión, temperatura y calor)

PRESIÓN

La presión es la fuerza que se ejerce sobre una superfície. En el sistema internacional la unidad es el N/m2, llamado Pascal (Pa). Sin embargo como esta unidad es muy pequeña y poco práctica se emplea el bar.

1bar = 10⁵ Pa = 10⁵ N/m2

1 bar = 1,02 kg/cm² = 0,98 Atm = 14,5 psi

Como la diferencia entre las diferentes unidades es tan pequeña se considera 1 bar = 1 kg/cm² = 1 Atm = 14,5 psi

Manómetros

En refrigeración se utiliza el manómetro compuesto para medir la presión. Lleva varias escalas en bar, psi y la temperatura equivalente del gas refrigerante utilizado.

Debido a la gran variedad de gas refrigerantes utilizados actualmente, en estos momentos és mejor utilizar un manómetro electrónico que en su software tendremos un larga lista de refrigerantes para poder ver la temperatura equivalente a la presión medida.
Además podemos encontrar modelos que incluyen sondas de temperatura con lo que podermos medir los recalentamientos directamente con el equipo.

Vacuómetro

Para medir el vacío (por debajo de la presión atmosférica) se utiliza el vacuómetro. Se mide en cm de mercurio (cmHg).
Precaución al utilizarlo puesto que no admite presiones positivas.

Medidas de presión

La presión se puede medir en presión relativa o absoluta:

• Presión relativa o manométrica es la que se mide en el manómetro. Considera 0 la presión atmosférica.
• Presión absoluta se suma la presión que leemos en el manómetro la presión atmosférica. P.E.: Si tenemos 2bar de presión relativa que marca el manótro serían 2+1=3 bar de presión absoluta.

TEMPERATURA

• Es la propiedad de los cuerpos que determina los intercambios de calor entre ellos y constituye una medida de movimiento molecular de los cuerpos. Este movimiento molecular no desaparece hasta llegar al cero absoluto, -273,15 ºC

La unidad de temperatura es el Kelvin (k) en el sistema internacional:

0ºK = -459,67ºF = -273,15ºC

Como los ºC están muy difundidos y estando relacionados estrechamente con los puntos de congelación y ebullición del agua a la presión atmosférica, se decidió por razones prácticas que los ºC pueden ser utilizados con los ºK

• Para trabajar con los ºC sólo tenemos que restarles 273. Por ejemplo:

280ºK = 280 – 273 = 7ºC

Para convertir los ºC a ºF, y viceversa, tenemos que utilizar unas fórmulas:

CALOR

Es una forma de energía debida a la agitación de las moléculas que constituyen una sustancia.

El calor siempre pasa del cuerpo más caliente al más frio, a través de todo objeto, no existiendo materia que intercepte totalmente esta transmisión.

La unidad de calor es la caloría, siendo la cantidad de calor que debe suministrarse a 1g de agua, a la presión atmosférica, para elevar su temperatura de 14,5ºC a 15,5ºC.
Actualmente la caloría está en desuso y mayoritariamente se utiliza el w (térmico)

1 Kcal = 1,163 W = 4.187 J = 3,96 B.T.U

Métodos de transmisión de calor

• Conducción. Transmisión de calor a través de un cuerpo.
• Convección. Movimiento medio (líquido o gaseoso) provocado por la diferencia de temperatura.
• Radiación. Transmisión de calor sin necesidad de calentar el medio de transmisión. Tiene que vcon la forma y el color de lo está expuesto al calor de radiación.

Para medir la cantidad de calor por conducción:
Q = K x S x (t² – t¹)
Donde:
Q = Cantidad de calor (Kcal)
K = Coficiente de transmisión térmica (Kcal/h / m2 / ºC)
S = Superficie (m2)
t²= Temperatura del elemento que emite calor.
t¹= Temperatura del elemento que recibe el calor.

Para medir la cantidad de calor por convección:
Q = Ce x m x (t² – t¹)
Donde:
Q = Cantidad de calor (Kcal)
Ce = Calor específico (Kcal/ºC/kg , W/ºC/kg)
m = Masa
t²= Temperatura del elemento que emite calor.
t¹= Temperatura del elemento que recibe el calor.

Si no hay diferencia de temperatura no hay transmisión de calor.

Calor sensible

Es el calor que aportamos para incrementar la temperatura de un cuerpo.

Q = Ce x m x (t² – t¹)
Donde:
Q = Cantidad de calor (Kcal)
Ce = Calor específico (Kcal/ºC/kg , W/ºC/kg)
m = Masa
t²= Temperatura del elemento que emite calor.
t¹= Temperatura del elemento que recibe el calor.

Ejemplo:
Para calentar 1 kg de hielo de -5ºC a 0ºC necesitaremos aportar:
Q = Ce x m x (t² – t¹)
Q = 0,5 x 1 x (-5 – 0) = 0,5 x 1 x 5 = 2,5 Kcal

Calor latente

Es el calor que aportamos para cambios de estado. No varía la temperatura:
Q = Ce x m

Siguiendo el anterior ejemplo, para descongelar 1 kg de hielo a 0ºC necesitamos aportar:
Q = 80 x 1 = 80 Kcal

El Q sensible del agua una vez descongelada es 1 por lo tanto para incrementar su temperatura de 0 a 100ºC necesitamos aportar:
Q = 1 x 1 x 100 = 100 kcal

Para evaporar el agua una vez ya está a 100ºC:
Q = 538,4 x 1 = 538,4 Kcal

Por lo tanto para calentar 1 kg de agua de -5ºC hasta evaporarla (100C hemos necesitado 725,5 Kcal, de las cuales 538,4 han sido necesarias para su evaporación.

1 Kcal = 1,163w = 3,96 BTU