Ejemplo Considere una pared gruesa de 3m de alto, 5m de ancho y 0.3 m de espesor, cuya conductividad térmica es k=0.9 W/m C. Al medirse las temperaturas de las superficies interior y exterior de esa pared resultaron 2 y 16 C, respectivamente. a) Determine la razón de la perdida de calor a través de la pared. b) Qué espesor debe tener la pared, para que el flujo de calor sea de 30 W/m2. °
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Solución
Ejemplo Una cacerola de aluminio cuya conductividad térmica es 237 W/m C tiene un fondo plano con un diámetro de 15 cm y un espesor de 0.4 cm. Se transfiere calor de manera estacionaria a través del fondo, hasta hervir agua en la cacerola, con una razón de 1400 W. Si la superficie interior del fondo de la cacerola está a 105 C, determine la temperatura de la superficie exterior de ella. °
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Solución
Ejemplo °
Se sopla aire caliente a 80 C sobre una superficie plana de 2 m x 4 m que está a 30 C. Si el coeficiente promedio de transferencia de calor por convección es 55 W/m2 · C, determine la razón de transferencia de calor del aire a la placa. °
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Solución
Ejemplo Se sumerge un calentador eléctrico de 2 kW en 30 kg de agua, se enciende y se mantiene así durante 10 min. a) Cuál será la variación de la temperatura en el líquido? b) Si durante el proceso se pierde del agua 500 kJ de calor. Cuál es el aumento de la temperatura del agua? Cpagua= 4.184 kJ/kg C °
Solución
Ejemplo Un tubo de acero usado para transportar un fluido farmaceútico refrigerado tiene un diámetro interno de 36 mm y una espesura de pared de 2 mm. El fluido farmaceútico y el aire del ambiente están a 6 C y 23 C, respectivamente, En cuanto los coeficientes convectivos internos y externo son de 400 y 6 W/m2K, respectivamente. a) Cuál es el flujo de calor ganado por unidad de longitud. b) Cuál el flujo de calor por unidad de longitud, si una camada de 10 mm de isolante de silicato de calcio con coeficiente de conductividad 0.05 W/m.K fuera colocado sobre la superficie externa del tubo. °
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Solución
Solución
Ejemplo Considere una persona que está parada en un cuarto mantenido a 30 C en todo momento. Se observa que las superficies interiores de las paredes, pisos y el techo de la casa se encuentran a una temperatura promedio de 10 C, en invierno, y de 25 C, en verano. Determine la razón de transferencia de calor por radiación entre esta persona y las superficies circundantes, si el área superficial expuesta es 1.4 m2 . Considere la emisividad 0.95. °
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Solución
Ejemplo Considere una persona que está parada en un cuarto con brisa a 20°C. Determine la razón total de transferencia de calor desde esta persona, si el área superficial expuesta y la temperatura promedio de la superficie exterior de ella son de 1.6 m 2 y 29°C, respectivamente, y el coeficiente de transferencia de calor por convección es de 6 W/m2.°C. Considere su emisividad 0.95. desconsidere cualquier flujo de calor por conducción.
Solución
Ejemplo Calcular la radiación emitida por una persona, sabiendo que su temperatura corporal es 30 C y su emisividad es de 0.97. Si esta persona ingresara a su aula de clase y las temperaturas de las paredes de esa aula están a 15 C. Cuál será la radiación que emite el cuerpo. Considere que es un cuerpo negro. Determine la radiación neta de la persona en el cuarto. °
