Cuestionario - Problemario.

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- Las superficies interior y exterior de un muro de ladrillos de 4 m x 7 m, con espesor de 30 cm y conductividad térmica de 0.69 W/m K, se mantienen a las temperaturas de 20°C y 5°C, respectivamente. Determine la razón de la transferencia de calor a través del muro, en W.

- Durante el invierno las superficies interior y exterior de una ventana de vidrio de 0.5cm de espesor y de 2m x 2m están a 10°C y 3°C, respectivamente. Si la conductividad térmica del vidrio es 0.78 W/m °C, determine la cantidad de pérdida de calor, en kJ, a través de él durante un periodo de 5 horas. ¿Cuál sería su respuesta si el vidrio tuviera 1cm de espesor?

- Se sopla aire caliente a 80°C sobre una superficie plana de 2m x 4m 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, en kW.

- Un tubo de agua caliente con un diámetro exterior de 5 cm y de 10 m de largo, a 80°C, está perdiendo calor hacia el aire circundante, a 5°C, por convección natural con un coeficiente de transferencia de calor de 25 W/m2 °C. Determine la razón de la pérdida de calor del tubo por convección natural, en W.

- Considere una persona cuya área superficial expuesta es de 1.7 m2, su emisividad es 0.5 y su temperatura superficial es de 32°C. Determine la razón de la pérdida de calor por radiación de esa persona en un cuarto grande que tiene paredes a una temperatura de a) 300 K y b) 280 K.

SEGUNDA PARTE – ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

- Un alambre pequeño de cobre con diámetro de 0.792 mm que está inicialmente a 366.5 K, se sumerge repentinamente en un líquido a temperatura constante de 311 K. El coeficiente convectivo h=85.2 W/m2 K. Puede suponerse que las propiedades físicas son constantes y son k = 374 W/m K, cp= 0.389 kJ/kg K, y ρ=8890 kg/m3. a) Determine el tiempo en minutos para que la temperatura promedio del alambre se reduzca a 388.8 K (la mitad de la diferencia inicial de temperaturas). b) Haga lo mismo para h = ll .36 W/m2 K. C) Para el inciso b) calcule la cantidad total de calor extraído de un alambre de 1.0 m de largo.

- Un lote de perlas de plomo con diámetro promedio de 5.1 mm está a una temperatura inicial de 204.4 °C. Para enfriar las perlas se introducen a un baño de aceite a 32.2 °C y las perlas caen al fondo del recipiente. El tiempo de caída dura 15 s. Suponiendo un coeficiente convectivo promedio de h=199 W/m2 K, ¿cuál será la temperatura de las perlas al llegar al fondo? Los datos para el plomo son ρ=11370 kg/m3 y cp=0.138 kJ/kg K.

- Un recipiente se llena con 0.0283m3 de agua que está inicialmente a 288.8K. El recipiente, que tiene buena agitación, se introduce de manera repentina en un baño de vapor a 377.6K. El coeficiente total de transferencia de calor U entre el vapor y el agua es 1136 W/m K y el área es 0.372 m2. Despreciando la capacidad calorífica de las paredes y del agitador, calcule el tiempo (en horas) necesario para calentar el agua a 338.7 K.