Dibuat oleh: roberto.c.alfredo di physics pada
1. ¿Para qué sirve el coeficiente U? 🏠🔥❄️
Cuando hay diferencia de temperatura, se fuga calor. El coeficiente global de transferencia \(U\) responde: ¿cuánto calor por segundo atraviesa esta pared/ventana por cada metro cuadrado y por cada grado de diferencia?
\[ \dot Q = U\,A\,\Delta T . \]
- \(U\) bajo ⇒ buena chamarra térmica. 🧥
- \(U\) alto ⇒ camiseta de red… brrr. 🥶
| Símbolo | Significado | Unidades |
|---|---|---|
| \(U\) | Coeficiente global de transferencia de calor | \(W\,m^{-2}\,K^{-1}\) |
| \(A\) | Área del elemento | \(m^{2}\) |
| \(\Delta T\) | Diferencia de temperatura a través del elemento | K |
Si no viste el bloque “Transferencia de calor”: \(U\) empaqueta conducción + convección superficial (+ radiación si importa) en un número único.
2. De \(R\) a \(U\) y viceversa 🔄
Cada capa ofrece una resistencia térmica \(R\) (cuanto más grande, mejor bloqueo). Para una sola capa homogénea de espesor \(L\) y conductividad \(k\):
\[ R = \frac{L}{k} . \]
Varias capas en serie (incluidas las “películas” de aire interior / exterior con coeficientes \(h_i,\,h_o\)):
\[ R_{\text{tot}} = \frac{1}{h_i} + \sum_j \frac{L_j}{k_j} + \frac{1}{h_o} . \]
El coeficiente global:
\[ U = \frac{1}{R_{\text{tot}}} . \]
Regla mental: \(R\) grande ⇔ \(U\) pequeño. Dobla \(R\) ⇒ mitad de \(U\).
3. Materiales comunes 📊
Valores típicos a temperatura ambiente y seco. (Los reales varían con densidad, humedad, etc.)
| Material | \(k\) \([W\,m^{-1}\,K^{-1}]\) | \(R\) por \(1\,cm\) \([m^{2}\,K\,W^{-1}]\) |
|---|---|---|
| Espuma poliuretano cerrada | \(0{,}025\) | \(0{,}40\) |
| Lana mineral | \(0{,}045\) | \(0{,}22\) |
| Madera (pino) | \(0{,}12\) | \(0{,}083\) |
| Vidrio | \(1{,}0\) | \(0{,}010\) |
| Aluminio | \(205\) | \(5\times10^{-5}\) |