Refrigeracion Capitulo 1
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7/26/2019 Refrigeracion Capitulo 1
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UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARODE MANABI
FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERAINGENIERIA EN MECANICA NAVAL
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7/26/2019 Refrigeracion Capitulo 1
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REFRIGERACION I
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7/26/2019 Refrigeracion Capitulo 1
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DERECHOS RESERVADOS 2015
REFRIGERACION I
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MATERIA
POR: ING. CARLOS DELGADOMENOSCAL
REFRIGERACION I
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7/26/2019 Refrigeracion Capitulo 1
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EF IGE ACION I
PARA LOS ESTUDIANTES DEL
SEPTIMO SEMESTRE DE INGENIEIRIAEN MECANICA NAVAL
UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DEMANABI
FACULTAD DE INGENIERIA
MANTA - ECUADOR
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7/26/2019 Refrigeracion Capitulo 1
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MODULOS DE ESTUDIOS
DISEADO POR:ING. CARLOS DELGADO MENOSCAL
Derechos reservados. Copyright 2015
EF IGE ACION I
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CAPITULO 1
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FUNDAMENTOS DE
REFRIGERACION
CAPITULO 1
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Capit!" 1
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7/26/2019 Refrigeracion Capitulo 1
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INTRODUCCION
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Introduccin..
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FRIOEs un termino relativo que se refere ala carencia e ca!"r en un "#$e%"o
e&'aci".
Algunas defniciones lo descrien
como la a(&encia e ca!"r.
Introduccin..
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CALOREs una !orma de Ener)*a trans!eridaen virtud de una di!erencia de
temperatura.
E!Ca!"r e"iste en cualquier parte en
mayor o menorgrado.Como cualquier !orma de Ener)*a nopuede ser creada ni destruida# aunque
otras !ormas de energ$as pueden
Introduccin..
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Refrigerar
Consiste en conseguir una%e,'era%(ra ,-& #a$a que la delmedio amiente inmediato.
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En cualquier &i&%e,a'rac%ic" dereri)eraci/n elmantenimiento de la a%atemperatura requiere !ae0%racci/n e ca!"r delcuerpo a reri)erar aa%a temperatura y !ace&i/n e e&%e ca!"r auna tem eratura mas alta.
Refrigerar
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Refrigeracin
&ami'n llamada Enria,ien%".Es !a re,"ci/n e ca!"r no deseadodesde un espacio u o%etosseleccionados y su trans!erencia a otroespacio y o%eto.
La re,"ci/n e ca!"r a%a latemperatura y puede ser llevada acao mediante el uso del hielo# nieve#
agua !r$a o re!rigeraci(n mec)nica.
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Sistema de
RefrigeracinUn SISTEMA DE
REFRIGERACIONse utili*a paramantener unaregi(n del espacio auna %e,'era%(raineri"r a !a e!a,#ien%e.
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Sistema de
RefrigeracinEl 1(i" e
%ra#a$" utili*adoen el sistemapuede permanecer
en una sola !ase+re!rigeraci(n porgas, o puede
camiar de !ase
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-a re!rigeraci(n suele asociarse a la
c"n&er+aci/n e !"& a!i,en%"& y alac"nici"na,ien%" e aire eei2ci"&.
La& #",#a& e ca!"r3 es capa* tantode enriar como de ca!en%ar con lamisma instalaci(n# utili*)ndose
popularmente en edifcios
Sistema de
Refrigeracin
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Refrigeracin
Mecnica-a re!rigeraci(n
mec)nica es lautili*aci(n de loscomponentes
mec)nicos arregladosen un /istema dee!rigeraci(n. Con el
prop(sito de
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APLICACIONES DELA REFRIGERACION
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A!"icaciones
La in(&%ria e !a reri)eraci/n 4e! aire ac"nici"na" cada d$a see"tiende m)s y encuentra m)s
aplicaciones.En antao# el uso principal eranetamente !a 'r"(cci/n e 5ie!".
3oy !a reri)eraci/n es esencial enla 'r"(cci/n 4 i&%ri#(ci/n e
a!i,en%"& y en el !uncionamiento
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A!"icaciones
-a aplicaci(n del aire ac"nici"na"permite a la gente y a la sociedad queviva en un amiente climati*ado y de
con!ort.
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A!"icaciones
-a re!rigeraci(n y del aireacondicionado se pueden i+iir enc(a%r" )r('"&:
4roducci(n y Distriuci(n dealimentos.
so en 4rocesos 6ndustriales.
Aplicaciones Especiales en 6ndustria
7u$mica.
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A!"icaciones
Pr"(cci/n 4 Di&%ri#(ci/n ea!i,en%"&
-as a&e& principales de la 6ndustriade alimentos son8 !a 're'araci/n3 e!a!,acena,ien%" 4 !a i&%ri#(ci/n.
9ientras que muchos alimentos# comolas !rutas y los vegetales# puedenalmacenarse y distriuirse en su
estado natural# otros requieren
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A!"icaciones
Pr"(cci/n 4 Di&%ri#(ci/n ea!i,en%"&
4roductos l)cteos Carnes
4escados.
:eidas
Confter$a
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A!"icaciones
Pr"ce&"& In(&%ria!e& Carnes y ;egetales Congelados
4anader$a Almacenamiento en
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A!"icaciones
Reri)eraci/n en In(&%ria&6(*,ica& 4 e Pr"ce&"&
/eparaci(n de gases Condensaci(n de gases
Desecado del aire
4recipitaci(n de un soluto
En!riamiento para conservaci(n
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A!"icaciones
Reri)eraci/n en In(&%ria&6(*,ica& 4 e Pr"ce&"&
Almacenamiento en estadoliquido a a%a presi(n
Disipaci(n de calor de reacci(n
ecuperaci(n de Disolventes
Control de !ermentaci(n
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A!"icaciones
Aire Ac"nici"na" -aoratorios
=fcinas y esidencias Centros Comerciales
6mprentas
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CONCEPTOSBASICOS
R f i i $
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Refrigeracin a tra#$s
de "os a%os-os primeros an%e'a&a"& delhomre# conocieron y oservaron los
e!ectos del !rio# la nieve# el hielo soresus cuerpos y las cosas >tales como lacarne de sus cacer$as?
L"& c5in"& !ueron los primeros enrecolectar y almacenar 5ie!" del
invierno empacados en hieras secas
R f i i t $
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Refrigeracin a tra#$s
de "os a%os-os an%i)("& e)i'ci"& descurieron
que la evaporaci(n pod$a causaren!riamiento. As$ en!riaron vinos yotras eidas en recipientes de arro
colocado en los techos por las noches.
E! 7ie!" !ue un importante producto
de comercio durante el siglo
R f i i t $
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Refrigeracin a tra#$s
de "os a%os-os primeros pasos en la
reri)eraci/n '"r c",'re&i/n e+a'"r comien*an a partir de 89;cuando el in)!e&
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Refrigeracin a tra#$s
de "os a%osA!e0aner T>inin) en 89?@diseo yconstruyo maquinas de hielo porc",'re&i/n e +a'"r las cualesutili*aan 'ter et$lico comore!rigerante# este es un re!rigeranteutili*ale comercialmente. -asprimeras maquinas eran grandes y
R f i i t $
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Refrigeracin a tra#$s
de "os a%osEl fn principal para el desarrollo de
estas maquinas consist$aprincipalmente en producir hielo#preparar cerve*a y para la
conservaci(n de alimentos.
4ara el ao de 89@ se empie*an a
utili*ar &i&%e,a& e c"n%r"! 4
R f i i t $
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Refrigeracin a tra#$s
de "os a%os4ara 8@ empie*a el (&" c",ercia!de !"& reri)era"re los cuales sonm)s pequeos# efcientes y accesilesecon(micamente.
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ESTADOS DE LAMATERIA
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Estados de "a Materia
En la naturale*a la materia se puedepresentar en %re& e&%a"&distintos8
ESTADO SOLIDO: /e constituye portener !orma y volumen constante.
Estas propiedades se deen a que enlos s(lidos predominan las !uer*as decohesi(n sore las de repulsi(n.
C R
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Estados de "a Materia
ESTADO LI6UIDO: /e caracteri*apor tener volumen constante pero
!ormas variales.Estas propiedades se deen a que enlos l$quidos las !uer*as de cohesi(n y
repulsi(n molecular est)nequiliradas.
C R
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Estados de "a Materia
ESTADO GASEOSO: /e caracteri*apor tener !ormas y volumen variales.
En los gases las !uer*as de repulsi(nmolecular es mayor que las decohesi(n lo que oligan a que ocupen
un mayor volumen posile.
C R
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Cam&ios de Estados de "a
MateriaLa ,a%eria no se presenta en !orma
permanente en (n &"!" e&%a"# sinoque se puede presentar muchas vecesen e&%a" &"!i"# otras en e&%a"
!iH(i" y en e&%a" )a&e"&"./eg@n las condiciones de Te,' yPre&i/nen el amiente8
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Cam&ios de Estados de "a
Materia
E$e,'!": E! a)(a
E&%a" S"!i": En los nevados ypolos
E&%a" LiH(i": En los mares y r$os.
E&%a" Ga&e"&": En las nues
-os principales camios son8
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Cam&ios de Estados de "a
Materia
/=-6D= -676D= A/E/=
S(#!i,aci/n
F(&i/nE+a'"raci/
n
S"!ii2caci/n
Lic(eacci/n
S(#!i,aci/
n
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METODOS DEREFRIGERACION
M%""& e Reri)eraci/n
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M%""& e Reri)eraci/n
In%r"(cci/nReri)erarconsiste en conseguir una%e,'era%(ra ,-& #a$a que la del
medio amienteinmediato.
En cualquier &i&%e,a e
reri)eraci/n# el mantenimiento de laa%a temperatura requiere lae"tracci(n de calor del cuerpo a
re!rigerar a a%a temperatura y la Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
Estos 'r"ce&"& !undamentalesutili*ados en e!rigeraci(n son8
1. Elevaci(n de la temperatura deun re!rigerante
2. Camios de !ases
B. E"pansi(n de un liquido
. E"pansi(n de un gas per!ecto
Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
5. 4roceso de vaciado. E"pansi(n de un gas real
. 4rocesos El'ctricosEn !"& 'r"ce&"& 8 4 J3 la a%atemperatura se logra en elre!rigerante y es un procesos detrans!erencia de calor.
En !"& 'r"ce&"& re&%an%e&3 se
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Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
8. E!e+aci/n e !a %e,'era%(ra e
(n Reri)eran%eno de los medios para en!riar unproducto es ponerlo en contacto conuna sustancia mas !r$a llamadaREFIRGERANTE.
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
J. Ca,#i"& e Fa&e&El hecho de que un re!rigerantenecesite ca!"rpara pasar de un solidoa liquido# de liquido a vapor# o desolido a vapor# puede teneraplicaciones de la reri)eraci/n.
El camio de !ase de &"!i" a !iH(i"se llama F(&i/n. I el calor
asorido por el re!rigerante es e! Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Te,'era%(ra e (&i/n
/ucede cuando se e!e+a !a%e,'era%(ra de un ,a%eria! de"r,a 'r")re&i+a al alcan*ar estaun determinado valor denominado'(n%" e (&i/n se produce unca,#i" e e&%a" pasando de
&"!i" a !iH(i".
Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Te,'era%(ra e (&i/n
Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Ca!"r !a%en%e e (&i/n 6
Es la can%ia e ca!"r que
a#&"r#e (n c(er'" para pasar a%e,'era%(ra c"n&%an%e dele&%a" &"!i" a! e&%a" !iH(i".
6 C'. , . TJK
T8F GcalHh
Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Controlando la presi(n a la que sereali*a la +a'"riaci/n3 se regula latemperatura del proceso.
Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
Ca,#i"& e Fa&e&El camio de !ase de &"!i" a +a'"rse llama S(#!i,aci/n. I el calorasorido en el proceso se conocecon el nomre de ca!"r e&(#!i,aci/n
-a caracter$stica propia de lasulimaci(n es que la sustancia pasa
de la a&e &"!ia a la a&e e +a'"r Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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La &(#!i,aci/n ocurre a presionesm)s a%as que el proceso cominadode !usi(ny vapori*aci(n.
E! 5ie!" &ec" es el e%emplo m)scom@n del uso de !a &(#!i,aci/n enla re!rigeraci(n.
E! 5ie!" &ec" es an5*ri"car#/nic" &"!i"3 que cuando se
calienta a presi(n atmos!'rica# pasa
Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
3ielo
3ielo J agua
Agua
Agua Jvapor
;apor
2. BK. L15. B0?B0
0
50
100
T+MC,
A
:
C
DE
/ecalienta elhielo
/e !undeel hielo
/ecalienta elagua
/eevapora elagua
/ecalienta elvapor
120
Gr-2ca e !a %e,'era%(ra c"n%ra !a ener)*a %r,ica aaia c(an"8 ) inicia!,en%e a K@C &e c"n+ier%e en +a'"r a 8J@C.
Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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El 'r"ce&" rea! e reri)eraci/npuede cominar un camio de !ase
con una elevaci(n de temperatura delre!rigerante.
4or e%emplo8 el 3ielo /eco a 0oC#
puede meterse en un tanque del quesale en !orma de agua procedente dela !usi(n a 5oC.
Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Ga& Perec%"n gas per!ecto es el que cumple laecuaci(n8
' . + R . T
Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
Sien":p F 4resi(n en +Gg!Hm2,
v F ;olumen espec$fco +mHGg masa,
F Constante gases per!ectos +m?Gg !uer*aHGg mas
+oG,
Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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-os Calores espec$fcos sonconstantes# y
Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n
du
dTCv F
dh
dTCp F
Sien":
Cv F Calores espec$fcos a volumen constante
Cp F Calores espec$fcos a presi(n constante
u F Energ$a 6nterna +GcalHGg,
h F Entalpia +GcalHGg,
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Reri)eraci/n
?. Pr"ce&" e +acia"
Cuando un )a&que llena un recipientecerrado se e0'ane hasta unapresi(n mas a%a# re(ce &(%e,'era%(ra.
Cuando un )a& a alta presi(n quellena una otella se e&ca'a a una
regi(n de mas a%a presi(n !a
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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Reri)eraci/n
m1# u1#inicialmente
m2# u2# fnal
8
J
dQ d7
dm1
dm2
;1# h1# *1
;2# h2# *2
-
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e
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7/26/2019 Refrigeracion Capitulo 1
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Reri)eraci/n
. Pr"ce&" e E0'an&i/n e (n)a& rea!
Cuando un )a& rea! se e"pande#aunque permane*ca constante laentalpia# puede variar la temperatura.
En un )a& 'erec%" la temperaturapermanece constante en un proceso a
entalpia constante
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e/
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7/26/2019 Refrigeracion Capitulo 1
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Reri)eraci/n
E! enria,ien%" ,a)n%ic" es elm'todo que se ha utili*ado con mayor
'"ito para apro"imarse al cer"a#&"!(%". na sustancia conpropiedades magn'ticas especiales se
somete a un campo magn'tico. Elcampo magn'tico eleva latemperatura de la sustancia# pero el
calor es e"tra$do r)pidamente por el
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Pr"ce&"& (%i!ia"& e i i/
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Reri)eraci/n
E! enria,ien%" '"r %er,"'arconsiste en dos uniones
interconectadas de metalesdi!erentes# el circuito genera una!uer*a electromotri*# lo que se conoce
como Eec%" Pe!%ier. El e!ectoinverso tami'n puede reali*arse.Cuando se estalece una !.e.m en el
circuito del termopar aumentar) la
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