Registro:
| Documento: | Tesis de Grado |
| Título: | Propiedades térmicas de una interfaz líquido-vapor en un nano-canal, expuesta a gradientes de temperatura |
| Autor: | Fiora, María Mercedes |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Departamento de Física de la Materia Condensada
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| Publicación en la web: | 2025-08-08 |
| Fecha de defensa: | 2020-10-28 |
| Fecha en portada: | 2020 |
| Grado Obtenido: | Grado |
| Título Obtenido: | Licenciado en Ciencias Físicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Física |
| Director: | Pastorino, Claudio; Urrutia, Ignacio |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000095_Fiora |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/seminario/seminario_nFIS000095_Fiora.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/seminario/document/seminario_nFIS000095_Fiora |
| Ubicación: | Dep.FIS 000095 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Fiora, María Mercedes. (2020). Propiedades térmicas de una interfaz líquido-vapor en un nano-canal, expuesta a gradientes de temperatura. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000095_Fiora |
Resumen:
El objetivo de este trabajo es estudiar las propiedades térmicas de un fluido confinado en un nano-canal, bajo un gradiente de temperatura. Se analizaron nano-canales planos llenados parcialmente con fluido, en los cuales las paredes superior e inferior del canal se encuentran a temperaturas diferentes, generando un gradiente térmico. Se pudo estabilizar un sistema de líquido-vapor en coexistencia y se estudió la transferencia de calor a través de la interfaz. La metodología utilizada fue la de Dinámica Molecular. El fluido se describió con partículas que interactúan mediante el potencial de Lennard-Jones. Se utilizó el termostato de paredes térmicas para fijar las temperaturas de las dos paredes del canal en diferentes valores. Se destaca que este método no impone un gradiente en el sistema sino que, al fijar las temperaturas en cada una de las paredes, el perfil de temperatura será el que surja de la forma en que se transfiere calor en la fase liquida, la interfaz y el vapor. Se implementó una rutina que calcula el flujo de calor en términos de las velocidades y posiciones de las partículas utilizando el procedimiento de Irving-Kirkwood. Se validó esta rutina utilizando un modelo sencillo en un canal lleno de líquido. Hubo buen acuerdo con referencias de la bibliografía. Se pudo estabilizar una fase liquida en coexistencia con una fase vapor con un gradiente de temperatura. Este sistema se encuentra fuera del equilibrio y se analizó el estado estacionario del mismo. La coexistencia se vio reflejada en los perfiles de densidad y temperatura y los resultados fueron favorables, comparándolos con el diagrama de fases del fluido, con el mismo potencial de interacción entre las partículas. Se obtuvo además, el flujo de calor en función de la distancia a la pared de la interfaz liquido-vapor. Esto permitió analizar los mecanismos de conducción de calor en las distintas fases. En otro estudio se varió el gradiente de la temperatura y obtuvo el flujo de calor. Además se calculó la resistencia térmica del líquido, la interfaz (resistencia de Kapitza) y el vapor, al variar el gradiente térmico. Esto permitió comprender el comportamiento del flujo de calor en estas condiciones. Por último se realizó un estudio de la evolución del sistema en el tiempo. Se estudió la dinámica de evaporación de la fase liquida en coexistencia con la fase vapor. Para ello se modificó el sistema simulado, aumentando la altura de la caja de simulación, para dar lugar a la evaporación del líquido y se implementó en la pared superior de la caja una pared adiabática, que impide el flujo de calor entre el fluido y esta pared. La misma representa el límite geométrico de la caja pero no altera la energía cinética de las partículas. Se hicieron estudios sistemáticos aumentando la temperatura de la pared inferior de la caja de simulación. Se observaron diversos comportamientos de acuerdo a la temperatura. Para los casos en que la fase liquida evaporó, se analizó la dinámica de evaporación y el tiempo de vida de la fase liquida en función de la temperatura. Por último se estudió el flujo de calor no convectivo en función del tiempo para todas las temperaturas elegidas.
Citación:
---------- APA ----------
Fiora, María Mercedes. (2020). Propiedades térmicas de una interfaz líquido-vapor en un nano-canal, expuesta a gradientes de temperatura. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000095_Fiora
---------- CHICAGO ----------
Fiora, María Mercedes. "Propiedades térmicas de una interfaz líquido-vapor en un nano-canal, expuesta a gradientes de temperatura". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2020.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000095_Fiora
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