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372 Capítulo 18 Transferencia de calor
El valor numérico de la conductividad térmica depende de las unidades elegidas para
calor, espesor, área, tiempo y temperatura. Sustituyendo con las unidades del SI para cada una
de estas cantidades obtenemos las unidades aceptadas siguientes:
Unidades del SI: J/(s • m • °C) o bien W/(m • K)
Como recordará, el joule por segundo (J/s) es la potencia en watts (W), y los intervalos de
temperatura kelvin y Celsius son iguales.
Por desgracia, hoy en día las unidades SI de la conductividad se usan poco en la industria;
la elección de las unidades empleadas se basa más en el criterio de la comodidad de la
medición. Por ejemplo, en el SUEU, el calor se mide en Btu, el espesor en pulgadas, el área
en pies cuadrados, el tiempo en horas y el intervalo de temperatura en grados Fahrenheit. En
consecuencia, las unidades de la conductividad térmica a partir de la ecuación (18.2) son
SUEU: k = Btu • in/(ft2 • h • °F)
En el sistema métrico, en el caso de la transferencia de calor se emplean con más frecuencia
las calorías que el joule; por tanto, las unidades siguientes se usan a menudo:
Unidades métricas: k = kcal/m • s • °C
Los factores de conversión siguientes le serán útiles:
1 kcal/(s • m • °C) = 4186 W/(m • K
1 Btu • in/(ft2 • h • °F) = 3.445 X 10“5 kcal/(m • s • °C)
Las conductividades térmicas de diversos materiales se muestran en la tabla 18.1.
Tabla 18.1
Conductividad térm ica y valores R
Conductividades térmicas, k
Sustancia W/(m • K) kcal/(m • s • °C) Btu • in/(ft2 • h • °F)
Valores R
PQ
0
fe
3
Aluminio 205 5.0 X 10“- 1451 0.00069
Latón 109 2.6 X 10~2 750 0.0013
Cobre 385 9.2 X 10"2 2660 0.00038
Plata 406 9.7 X 10“2 2870 0.00035
Acero
50.2 1.2 X 10~2 320 0.0031
Ladrillo 0.7 1.7 X io - 4 5.0 0.20
Concreto 0.8 1.9 X 10“4 5.6 0.18
Corcho
0.04 1.0 X 10~? 0.3 3.3
Cartón de yeso 0.16 3.8 X 10~5 1.1 0.9
Fibra de vidrio 0.04 1.0 X 10“5 0.3 3.3
Vidrio 0.8 1.9 X 10~4 5.6 0.18
Poliuretano
0.024 5.7 X 10~6 0.17 5.9
Forro de madera 0.55 1.3 X 10“5 0.38 2.64
Aire 0.024 5.7 X 10“6 0.17 5.9
Agua 0.6 1.4 X 10~4 4.2 0.24
*Los valores R se basan en un espesor de 1 in.
La pared exterior de un homo de ladrillos tiene un espesor de 6 cm. La superficie interior
se encuentra a 150°C y la exterior a 30°C. ¿Cuánto calor se pierde a través de un área de
1 m2 durante 1 h?
Pía n: La razón de flujo de calor está dada por la ecuación 18.1. La elección de las unidades
para esa cantidad queda determinada por la elección que se haga de la conductividad
con base en la tabla 18.1. Usaremos unidades del SI, de modo que para el ladrillo, k = 0.7