CALOR

Vista previa del material en texto

FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
56 
 
Calor 
 
Qué es el calor? 
El Universo está hecho de materia y energía. La materia está compuesta de átomos y moléculas (que 
son grupos de átomos) y la energía hace que los átomos y las moléculas estén en constante 
movimiento - rotando alrededor de sí mismas, vibrando o chocándose unas con otras. El movimiento 
de los átomos y moléculas es una forma de energía llamada energía interna, que está presente en 
todo tipo de materia. 
El calor es la energía (energía térmica) que se transfiere entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de 
un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, en forma natural o espontanea. 
Ocurre de forma natural o espontánea desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de 
menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio 
térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación se entibia). 
 
 Ejemplo: Vasos comunicantes 
Vasos comunicantes 
 
 
 
 Decir forma "natural o espontánea" implica que quiera o no siempre va a pasar. Si quiero evitarlo 
tendré que poner una barrera para retardarlo (aislante térmico). 
T1>T2 entonces cuerpo a T1--->Q cuerpo a T2. Si quiero pasar calor de T2 a T1 debo hacer un "trabajo 
mecánico" Ej :split Qué hace un equipo de Aire Acondicionado? (dibujo 2) Ciclo de refrigeración con 
comprensión. 
 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
57 
 
Calor Vs. Temperatura: 
 El calor es la energía que pasa de un cuerpo a otro, en cambio la temperatura tiene que ver con el 
grado de agitación molecular. Yo puedo también variar la temperatura sin intercambiar calor, le 
puedo entregar trabajo. Ej: calentar una chapita doblándola varias veces 
 
La cantidad de energía térmica que se traspasa se calcula y se expresa en calorías (pequeña caloría, se 
abrevia cal) o más comúnmente en Kilocalorías (gran caloría , se abrevia Kcal) 1 Kcal = 1000 cal (la 
caloría es una unidad muy pequeña) . Esta unidad de medida (no oficial) la caloría, refleja la cantidad 
energética requerida para elevar, de 14,5º a 15,5º Celsius, la temperatura de un gramo de H2O (agua). 
En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de energía se conoce como joule. Una caloría 
resulta equivalente a 4,18 Joules. 
 
Esta equivalencia de unidades de energía, se puede comprobar a través de la LEY DE JOULE 
 
Q = 0,24 cal/joule x POTENCIA (en WATT) x TIEMPO (en segundos) 
Recordar que Watt x segundos = Joule, entonces hallamos la equivalencia entre las dos unidades de 
energía , a cuantas calorías equivale 1 JOULE (o sea 1 W x 1 seg) 
Q= 0,24 cal/joule x 1 W x 1 seg = 0,24 cal 
Entonces 
1cal = ( 1/0,24 ) joule ; 1cal = 4,18 joule 
 
 
 
Que es la temperatura? 
 
La Temperatura es una magnitud asociada al grado de agitación molecular. 
 
 Al aplicar calor, sube la temperatura. 
El agua recibe calor, esto aumenta el grado de agitación molecular, hasta que las moléculas se 
empiezan a tener más choques entre sí y luego de esto, si se sigue entregando calor, las moléculas 
tienden a correrse para poder seguir moviéndose. A mayor temperatura, mayor vibración. (este 
movimiento es caótico y desordenado). 
 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
58 
 
 
 
La temperatura es la medida de la energía interna de una sustancia. Una de las formas de medirla es 
con un termómetro. Las escalas más empleadas para medir esta magnitud son la Escala Celsius (o 
centígrada) y la Escala Kelvin. Para variar la temperatura en 1ºC es la misma cantidad de calor que una 
variación de 1 K, la única diferencia es que el 0 en la escala Kelvin está a - 273 ºC. 
 
Escala Celsius [°C] 
Es una escala relativa (en función de una sustancia, en este caso: agua). En la escala Celsius se asigna 
el valor 0 (0 ºC) a la temperatura de congelación del agua (a presión a nivel del mar) y el valor 100 (100 
ºC) a la temperatura de ebullición del agua (a presión a nivel del mar). El intervalo entre estas dos 
temperaturas se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales corresponde a 1 grado. 
 
Escala Kelvin [°K] 
Es una escala absoluta. El 0°K es la ausencia de movimiento molecular. En la escala Kelvin se asignó el 
0 a aquella temperatura a la cual las partículas no se mueven (temperatura más baja posible). Esta 
temperatura equivale a -273 ºC de la escala Celsius. 
Equivalencia entre ambas temperaturas, tenemos que tener en cuenta que: 
T (K) = t(ºC) + 273 
 
 ºF ºC ºK 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
59 
 
 
La diferencia de temperatura en ºC ó ºK es la misma 
 
 
 
Diferencias entre calor y temperatura 
Todos sabemos que cuando calentamos un objeto (recibe calor) su temperatura aumenta. A menudo 
pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo, esto no es así. El calor y la temperatura 
están relacionadas entre sí, pero son conceptos diferentes. 
Calor es energía que se puede transferir en forma neta, natural o espontáneamente entre dos cuerpos 
que están a distinta temperatura. 
El calor es una forma de energía. Si entregamos calor, la temperatura aumenta o hay un cambio de 
estado. Si quitamos calor, la temperatura disminuye o cambia el estado. 
La temperatura es el grado de agitación molecular promedio, de todo el sistema. 
 
Misma temperatura, se entregó distinta cantidad de calor. 
La temperatura no es energía sino una medida de ella; sin embargo, el calor sí es energía. 
 
Cambios de estado 
En la naturaleza existen tres estados usuales de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Al aplicarle calor 
a una sustancia, esta puede cambiar de un estado a otro. A estos procesos se les conoce como 
Cambios de estado. 
Los posibles cambios de estado son: 
El agua 
hierve a 
212 100 373 
Temperatura 
ambiente 
72 23 296 
El agua se 
congela a 
32 0 273 
Cero 
absoluto 
-460 -273 0 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
60 
 
 de estado solidó a líquido, llamado fusión ó derretimiento. 
 de estado liquido a solidó, llamado solidificación. 
 de estado liquido a gaseoso, llamado vaporización ó ebullición. 
 de estado gaseoso a liquido, llamado condensación ó licuación. 
 de estado solidó a gaseoso, llamado sublimación progresiva. 
 de estado gaseoso a sólido, llamado cristalización ó sublimación regresiva. 
 
 
A continuación se describen los diferentes cambios de estado o transformaciones de fase de la 
materia. 
 Fusión: Es el paso de un sólido al estado líquido por medio del intercambio de calor; durante 
este proceso isotérmico (a temperatura constante) hay un punto en que la temperatura 
permanece constante. El "punto de fusión" se define como una temperatura para una presión 
determinada, por lo que su valor es particular para cada sustancia. Cuando dichas moléculas se 
moverán en una forma independiente, transformándose en un líquido. 
 Solidificación: Es el paso de un líquido a sólido por medio del enfriamiento; el proceso es 
exotérmico. El "punto de solidificación" o de congelación es la temperatura a la cual el líquido 
se solidifica y permanece constante durante el cambio, y coincide con el punto de fusión si se 
realiza de forma lenta (reversible); su valor es también específico. 
 Vaporización: Es el proceso físico en el que un líquido pasa a estado gaseoso. Si se realiza 
cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa 
presión al continuar calentando el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la 
temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado 
gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible 
aumentar la temperatura del gas. 
La evaporación se produce a cualquier temperatura, aunque es mayor cuánto más alta es la 
temperatura. Es importante e indispensable en la vida cuando se trata del agua,que se transforma en 
vapor de agua y al condersarse en nube, volviendo en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío. 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
61 
 
Cuando existe un espacio libre encima de un líquido caliente, una parte de sus moléculas está en 
forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la 
cual no depende de la temperatura. 
 Condensación: 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 directa, el proceso es llamado 
sublimación inversa. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina 
solidificación. 
 Sublimación: es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado 
gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso inverso se le denomina Sublimación 
inversa; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de 
sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco. 
Es importante hacer notar que en todas las transformaciones de fase de las sustancias es de que éstas 
no se transforman en otras sustancias ni sus propiedades, solo cambia su estado físico. 
Las diferentes transformaciones de fase de la materia en este caso las del agua son necesarias y 
provechosas para la vida y el sustento del hombre cuando se desarrollan normalmente. 
Los cambios de estado están divididos generalmente en dos tipos: progresivos y regresivos. 
Cambios progresivos: Vaporización, fusión y sublimación progresiva. Cambios regresivos: 
Condensación, solidificación y sublimación regresiva. 
 
 Tiene que ver la presión en el cambio de estado? 
Por supuesto. La temperatura de un cambio de estado está regulada por la presión exterior que hay. 
La variación de temperatura es un cambio en el estado de agitación molecular. Cuando hay 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
62 
 
corrimiento de los centros de oscilación molecular, cambia el estado físico de la materia (y esto 
depende también de la presión exterior) 
Ej: A presión atmosférica normal, el agua se evapora (hierve), o sea cambia de líquido a gaseoso a una 
temperatura de 100 grados. Pero si bajo la presión, se produce el cambio de estado a menor 
temperatura. (Ejemplo: olla a presión: En una olla a presión, la presión es mayor que la presión 
atmosférica, por lo tanto el cambio de estado se produce a una temperatura más alta), motivo por el 
cual dentro de la olla tenemos presión mayor que la atmosférica y agua líquida a 120 C. Por este 
motivo no se puede abrir la olla hasta enfriar el agua 
 
Calor sensible Vs. Calor latente 
 
Un cuerpo cuando intercambia calor (entrega o recibe), puede pasar 2 cosas: cambiar la temperatura o 
cambiar de estado, dependiendo de las condiciones en las que esté. 
Si el calor entregado o recibido produce variación de temperatura se llama calor sensible. 
Si cambia de estado se llama calor latente. La temperatura en el cambio de estado permanece 
constante durante ese cambio. Usa energía para cambiar el estado y no la temperatura ( o sea para 
correr las moléculas y no la vibración molecular) 
Por convención el calor recibo es Q+ y el entregado Q-. 
Es calor sensible porque puedo detectarlo con el sentido del tacto, puedo sentirlo. 
No así en el calor latente, que involucra un cambio de estado. 
 
Como se calcula el calor sensible? 
 
Calor sensible es aquel que recibe un cuerpo o un objeto y hace que aumente su temperatura sin 
afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado. En general, se ha observado 
experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo es 
directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia de temperaturas. La constante de 
proporcionalidad recibe el nombre de calor específico. (Ce) 
 
Qs [Kcal]= Ce [Kcal/Kg x gradoC] x masa [Kg] x (Tf-Ti) [grados C] 
 
El calor especifico depende de cada sustancia, pero no de la cantidad 
 
Como se calcula el calor latente? 
 
El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, (Ejemplo 
de sólido a líquido: calor de fusión o de líquido a gaseoso: calor de vaporización).Se debe tener en 
cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de 
la temperatura; por tanto al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se libera la misma 
cantidad de energía. 
 
Ql = Cl x masa 
 
Cl = Calor latente de la transformación 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
63 
 
 
 
Qt el calor total es igual a la suma de todos los calores Qs + Ql 
 
DILATACION TERMICA DE SOLIDOS Y LIQUIDOS 
Es el aumento de la agitación molecular de las moléculas del perímetro. Las moléculas de los bordes 
son las que más vibran
Es importante en la construcción porque tengo que preveer que los materiales dilaten y no se rompan 
dilatación en ese punto. Son una fisura programada y estudiada y se rellenan con diferentes 
materiales.(Ej. Caucho). Cañerías (juntas elásticas). Líquidos (Vaso de expansión para agua caliente 
destinada a calefaccion ). 
La junta de dilatación es un elemento que permite los movimientos relativos entre dos partes de una 
estructura o entre la estructura y otras con las cuales trabaja. 
¿Qué calor intercambia el cuerpo cuando dilata? Calor Sensible. 
Los gases también sufren variación del volumen debido a la temperatura, pero la vinculación en este 
tipo de elementos depende de la ecuación de estado de los gases (P V / T ) es decir depende 
fuertemente de la presión./ 
¿Por qué son imprescindibles las juntas de dilatación? 
Todos los materiales de construcción tienen un coeficiente de dilatación. Este coeficiente está en 
función de la variación de la temperatura, es decir con un aumento de la temperatura el material 
dilata y con una disminución de la temperatura el material se contrae. Se debe por tanto, prever una 
ación. 
Para asociar materiales deben dilatar lo mismo (ej: H° y Fe). 
Tipos de juntas de dilatación: 
Se distinguen dos tipos de juntas: juntas abiertas y juntas selladas. 
Las juntas abiertas son el resultado del cálculo exacto del movimiento de dilatación del material en 
cuestión entre dos juntas consecutivas. Este movimiento en mm será la distancia mínima que hay que 
dejar entre un paramento y el otro. En pocas palabras: el ancho de la junta. Este tipo de juntas se 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
64 
 
dejan sin sellar. Son eficaces a nivel constructivo, pero la práctica nos demuestra que van llenándose 
progresivamente de basura y acaban por no ejercer su función. 
Las juntas selladas son separaciones entre paramentos consecutivos que han sido rellenadas con 
masillas elásticas para evitar entradas de agua, humedad, basura, etc. Son eficaces en su función y dan 
una gran durabilidad. El cálculo de su anchura es el resultado de considerar las necesidades de 
movimiento del paramento y la capacidad de movimiento de la masilla selladora. 
Las masillas: 
Las masillas más idóneas para sellar juntas de dilatación, son las elastoméricas poliuretánicas. Estas 
masillas se pegan perfectamente en los materiales comúnmente usados en la construcción: ladrillos, 
urabilidad en el tiempo, así como una gran 
resistencia al agua y la intemperie. 
Ventajas: con las juntas de dilatación se evita que las fuerzas de compresión y tensión no superen las 
respectivas resistencias del elemento de construcción (cerámicas, ladrillo, hormigón, mortero, etc.) y 
con ello se evitarán fisuras, grietas, desprendimientos o descorches 
Dilatación Lineal - Cálculo 
 
Lf = Lo + t 
L = Lo x x t 
Donde: L es la variación de longitud 
Lo es la longitud inicial 
 es el coeficiente de dilatación lineal 
t representa una diferencia de temperatura 
* Este tipo de dilataciones es importanteen vigas, columnas, cañerías, etc. 
Dilatación Superficial 
S = So x x t 
es el coeficiente de dilatación superficial (aprox igual a 2 
 
* Este tipo de dilataciones es importante en losas, chapas, etc. 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
65 
 
Dilatación Volumétrica 
 
V = Vo x x t 
Donde: V es la variación volumétrica 
Vo es el volumen inicial 
 es el coeficiente de dilatación volumétrico(aprox igual a 3 
t representa una diferencia de temperatura 
* Este tipo de dilataciones es importante en los fluídos, líquidos especialmente. 
Transmisión de calor 
Transmisión del calor 1) Conducción (sólidos) predominantemente. 
2) Convección (líquidos y gases) predominantemente. 
3) Radiación 
El calor puede ser transferido por diferentes mecanismos, estos son: la radiación, la conducción y la 
convección, aunque en la mayoría de los procesos reales, todos se encuentran presentes en mayor o 
menor grado. 
1) CONDUCCIÓN: Flujo de calor a través de medios sólidos por la vibración interna de las moléculas y 
de los electrones libres y por choques entre ellas. Las moléculas y los electrones libres de la fracción de 
un sistema con temperatura alta vibran con más intensidad que las moléculas de otras regiones del 
mismo sistema o de otros sistemas en contacto con temperaturas más bajas. Las moléculas con una 
velocidad más alta chocan con las moléculas menos excitadas y transfieren parte de su energía a las 
moléculas con menos energía en las regiones más frías del sistema. Las moléculas que absorben el 
excedente de energía también adquirirán una mayor velocidad vibratoria y generarán más calor. 
 
 Transmisión del calor por Conducción 
 
Por ejemplo, la conducción de calor a través de la carpintería metálica. 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
66 
 
Los metales son los mejores conductores térmicos; mientras que los materiales no metálicos son 
conductores térmicos imperfectos. 
La transferencia de calor por conducción es explicada satisfactoriamente por la Ley de Fourier: 
Qconducción [Kcal]= 
Donde es el espesor de la capa (m) y (lambda) la conductividad térmica del material. 
Por el contario, la resistencia térmica R de conducción de una capa homogénea de material sólido, 
viene dada por: 
[m² h °c/Kcal] [Kcal.m/m2 h °c] 
2) CONVECCIÓN: Es el flujo de calor mediante corrientes dentro de un fluido (líquido o gaseoso). La 
convección es el desplazamiento de masas de algún líquido o gas. Cuando una masa de un fluido se 
calienta al estar en contacto con una superficie caliente, sus moléculas se separan y se dispersan, 
causando que la masa del fluido llegue a ser menos densa. Cuando llega a ser menos denso se 
desplazará hacia arriba u horizontalmente hacia una región fría, mientras que las masas menos 
calientes, pero más densas, del fluido descenderán o se moverán en un sentido opuesto al del 
movimiento de la masa más caliente (el volumen de fluido menos caliente es desplazado por el 
volumen más caliente). Mediante este mecanismo los volúmenes más calientes transfieren calor a los 
volúmenes menos calientes de ese fluido (un líquido o un gas). 
 
 
Transmisión del calor por Convección 
 
La convección es el movimiento natural del fluído por la variación de densidad. El fluído caliente tiene 
menor densidad que el mismo fluido frío. 
¿De qué depende? Depende de la diferencia de temperatura entre el punto más frío y el más caliente 
y de la viscosidad del fluido. 
Q convección = x Sup x (t1-t2) x T 
[ ] = Kcal/m2h°C 
 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
67 
 
Cuanto mayor es la velocidad del aire aumenta el , por eso en el exterior, el es mayor. Así es como 
trabajan los ventiladores, no enfrían, sino que mueven el aire. Si el aire está quieto, el calor queda ahí. 
Si prendo un ventilador, aumento la transmisión de calor por convección. 
 
Ejemplo: Cuando calentamos agua en una hornalla, el volumen de agua en el fondo de la olla adquirirá 
el calor por conducción desde el metal de la olla y se hará menos denso. Entonces, al ser menos denso, 
se moverá hacia la superficie del agua y desplazará a la masa superior menos caliente y más densa 
hacia el fondo de la olla. 
 
3) RADIACIÓN: Es la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. No se requiere de 
un medio para su propagación (es el único medio de transmisión de calor que no necesita un medio 
para propagarse). La energía irradiada se mueve a la velocidad de la luz. El calor irradiado por el Sol se 
puede intercambiar entre la superficie solar y la superficie de la Tierra sin calentar el espacio de 
transición. 
 
 Transmisión del calor por Radiación 
Por ejemplo, si colocamos un objeto (tal como una moneda, un coche, o a nosotros mismos) bajo los 
rayos del Sol directos; al poco tiempo notaremos que el objeto se calentará. El intercambio de calor 
entre el Sol y el objeto ocurrirá por medio de radiación. 
 
OEM (onda electromagnética) incluso puede viajar en e vacio. El ejemplo más típico es la forma de 
transmisión de la energía que nos llega desde el sol. 
¿Quién absorbe la radiación térmica? 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
68 
 
 Los cuerpos opacos absorben la radiación 
 
y ¿de qué depende la cantidad de radiación que absorbe un cuerpo? 
 La cantidad de radiación que absorbe un cuerpo depende del color, de la superficie y de la 
temperatura en °K4 
 Cuanto más oscuro es el color, absorbe más radiación 
 Cuanto mayor es la superficie, absorbe mayor radiación 
 Para absorber radiación térmica, no sólo tiene que haber diferencia de temperatura, sino que 
esta diferencia tiene que estar elevada a la 4° (Ley Stefan Boltzmann) 
Es decir, si hay medios transparentes a la radiación térmica, no calentará a dicho medio. Un ejemplo 
de esto es el aire (no se puede calentar por radiación). 
Ejemplo: Radiador 
 
Piso radiante 
 
Transmisión y Resistencia Térmica 
La resistencia térmica de un material o de un sistema, representa la capacidad del material de 
oponerse al flujo del calor. Cuendo se habla de resistencia térmica, en general se tienen en cuenta 
todas las formas de transmisión de calor puestas en juego. En el caso de una pared plana homogénea 
se puede obtener de una forma muy simple , como se verá más adelante. La resistencia térmica 
debido al fenómeno de conducción (porque la pared es un sólido) es la razón entre el espesor y la 
conductividad térmica del material; 
en materiales no homogéneos la resistencia es el inverso de la transmisión térmica 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
69 
 
te < ti 
Si suponemos una situación de invierno tenemos pérdidas, hay una cantidad de calor que desde el 
interior hacia el exterior (te es menor ti) 
Si te y ti son iguales, entonces no hay transmisión de calor. 
 La resistencia térmica es inherente al sistema (por ejemplo, los materiales con los que está construida la 
pared y los espesores ). 
 
 
Resistencia térmica de aire interior a aire exterior 
R= 1/k = 1/ int + e/ + 1/ ext 
Donde: 
R = Resistencia térmica 
int = Resistencia térmica x convección superficial interior 
 e/ = Resistencia térmica x conducción 
ext = Resistencia térmica x convección superficial exterior 
 Si hay cámara de aire aparece un elemento más en nuestra sumatoria + Rtca 
¿Cómo trabaja la cámara de aire? 
 La cámara trabaja como un aislante, siempre y cuando el aire este seco y quieto. Si la cámara es muy 
grande, el aire se mueve y ya no es tan buen aislante. 
en materiales no homogéneos la resistencia es el inverso de la transmisión térmica K = 
Coeficiente de transmisión térmica o TRANSMITANCIA TERMICA 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
70 
 
 
Ciclo de REFRIGERACION POR COMPRESION 
La refrigeración por compresión es un método de refrigeración que consiste en forzar mecánicamente 
la circulación de un refrigerante en un circuito cerradocreando zonas de alta y baja presión con el 
propósito de que el fluido absorba calor en el evaporador y lo ceda en el condensador. 
La refrigeración por compresión se logra evaporando un fluido refrigerante de estado líquido a 
gaseoso a través de un dispositivo de expansión dentro de un intercambiador de calor, denominado 
evaporador. Para evaporarse este requiere absorber calor latente de vaporización. Al evaporarse el 
líquido refrigerante cambia su estado a vapor. Durante el cambio de estado el refrigerante, absorbe 
energía térmica del medio en contacto con el evaporador, bien sea este medio gaseoso (aire del 
ambiente) o líquido (agua). A esta cantidad de calor contenido en el ambiente se le denomina carga 
térmica. Luego de este intercambio energético, el vapor sigue camino hacia el COMPRESOR. Este 
compresor mecánico se encarga de aumentar la presión del vapor (también aumenta la temperatura, 
recordar la ecuación de estado de los gases) . A la salida del compresor sigue camino hacia otro 
elemento para poder condensarlo. Para esto hay otro intercambiador de calor conocido como 
condensador y hacerlo líquido de nuevo (el vapor Le entrega calor latente de condensación al aire 
exterior que rodea al condensador) . De esta manera, el refrigerante en estado líquido sigue camino 
hacia la un elemento donde puede evaporarse nuevamente , es decir habrá que bajarle la presión y 
por ende bajara la temperatura. Esto se logra expandiendo el líquido a través de la válvula de 
expansión (le baja abruptamente la presión)de esta manera entra al evaporador y comienza a 
repetirse el ciclo de refrigeración por compresión. 
En los cambios de estado se ponen en juego grandes cantidades de calor. 
 
Componentes: 
 Condensador: Aquí se produce un cambio de estado de gaseoso a líquido. Tiene la función de 
poner en contacto los gases que provienen del compresor con un medio condensante para 
FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
71 
 
licuarlo. 
 
 Evaporador: Es el lugar de la instalación donde se produce el intercambio térmico entre el 
refrigerante y el medio a enfriar (aire, agua o algo que se desea enfriar). También acá se 
produce un cambio de estado, esta vez de líquido a gaseoso. 
 
 Compresor: Aspira el refrigerante en forma de gas que proviene del evaporador y 
transportarlo al condensador aumentando su presión y su temperatura. 
Al comprimir el gas, le elevo la presión y la temperatura. 
 
 Válvula de Expansión: Este elemento me permite la expansión del fluido. Está localizado cerca 
del evaporador; la misión de este es de controlar el paso de refrigerante y separar la parte de 
alta presión con la de la baja presión. Toma el refrigerante a una presión muy alta y le baja la 
presión. Hay una pequeña evaporación (llamada flash-gas) que le baja la temperatura al 
líquido. Regulando las presiones se logra que este líquido (gas refrigerante) cambie de estado. 
1 frigoría = 1 caloría (en realidad las frigorías no existen, se las llama frigorías para darse cuenta que estamos 
hablando de equipo de frío). 
Equipos que aplican la refrigeración por compresión 
 Equipos de refrigeración 
 Aire acondicionado o acondicionador de aire 
 Refrigerador, nevera o frigorífico 
 Enfriador de agua 
 Tanque de leche 
 Cámara frigorífica 
 Fábrica de hielo 
 Aire acondicionado automotor 
Existe una unidad que se maneja comúnmente en climatización que es Toneladas de refrigeración (TnR). Esta 
unidad es de potencia térmica, ya que es una cantidad de calor en un determinado tiempo. 
1 TnR = Es la cantidad de calor que se utiliza para cambiar de estado 1 Tn (inlesa) (906 Kg) de hielo en un tiempo 
de 24 hs. 
1 TnR = 906 Kgr x 80 Kcal/Kg : 24 Hs = 3020 Kcal/h ó 3020 Frig/h