2 Transferencia De Calor 4w6y2e

Calorimetría y Transferencia de calor

1) Dos placas metálicas idénticas (masa = m, calor específico = c ) tienen diferentes temperaturas; una es de 20°C y la otra de 90°C. Si se colocan en buen o térmico, ¿cuál será su temperatura final? Rta: Tf = 55°C 2) Determine la temperatura resultante cuando se mezclan 150 g de hielo a 0°C con 300 g de agua a 50°C. Rta: Tf = 6,7 °C 3) ¿Cuánto calor es necesario para cambiar 10 g de hielo a 0°C exactamente, a vapor de agua a 100°C? ( cagua = 1 cal/g °C; Lf = 335 kJ/kg ; Lv = 2260 kJ/kg ). Rta: Q = 7,2 kcal 4) ¿Cuánto tiempo le tomará a un calentador de 2,5 W evaporar completamente 400 g de helio líquido que se encuentra en su punto de ebullición (4,2 K)?. Para el helio Lv = 5 cal/g Rta: T = 56 min 5) Una ventana de doble bastidor consiste en dos hojas de vidrio, cada una de 80 cm . 80 cm. 0,3 cm (en este caso), separadas por un espacio de 0,3 cm de aire estancado. La temperatura de la superficie interior es de 20 °C, mientras que la de la superficie exterior es de 0°C. ¿Cuánto calor fluye (en calorías) a través de la ventana por segundo? ( kv = 0,84 W/K.m ; ka = 0,080 W/K.m ) Rta: H = 69 cal/s 6) Una placa de bronce de 2 cm de espesor (k b = 105 W/K.m) está sellada a una hoja de vidrio (k v = 0.8 W/K.m). Ambas tiene la misma área. La cara expuesta de la placa de bronce está a 80 °C, mientras que la cara expuesta del vidrio está a 20 °C. ¿Cuál es el espesor del vidrio si la interfaz vidrio-bronce está a 65 °C? Rta: L = 0,46 mm 7) a) Calcule el valor de R para una pared constituida por las siguientes capas: bloque de concreto (R = 0,34 ), una tabla de aislante de 1 pulgada ( R = 0.76 ) y una pared seca de 0,50 pulgadas (R = 0,08) en unidades de SI. b) Si la pared tiene un área de 15 m 2, calcule el flujo de calor por hora a través de la pared cuando la temperatura justa afuera es de 20 °C menor que la del interior. a) Rta: 0,18 m2.K / W ; b) Rta: 2,2 kcal. 8) El filamento de una lámpara incandescente tiene un área de 50 mm 2 y opera a una temperatura de 2127°C. Suponga que toda la energía suministrada al bulbo es radiada por él. Si la emisividad del filamento es 0,83; ¿cuánta potencia se debe suministrar al bulbo cuando está en operación? (  = 5,67 . 10 – 8 W / m2 K4 ) Rta: 78 W 9) Una esfera de 3 cm de radio actúa como un cuerpo negro. Está en equilibrio con sus alrededores y absorbe 30 kW de la potencia radiada por los alrededores. ¿Cuál es la temperatura de la esfera? Rta: 2,6 . 103 K 10) Un cuerpo esférico de 2 cm de diámetro se mantiene a 600 °C. Si supone que radia como si fuera un cuerpo negro, ¿a qué tasa (en watts) se radia energía desde la esféra? Rta: 41 W

Calorimetría y Transferencia de calor

11) Dos placas metálicas idénticas (masa = m, calor específico = c ) tienen diferentes temperaturas; una es de 20°C y la otra de 90°C. Si se colocan en buen o térmico, ¿cuál será su temperatura final? Rta: Tf = 35°C 12) Determine la temperatura resultante cuando se mezclan 150 g de hielo a 0°C con 300 g de agua a 50°C. Rta: Tf = 6,7 °C 13) ¿Cuánto calor es necesario para cambiar 10 g de hielo a 0°C exactamente, a vapor de agua a 100°C? ( cagua = 1 cal/g °C; Lf = 335 kJ/kg ; Lv = 2,26 kJ/kg ). Rta: Q = 7,2 kcal 14) ¿Cuánto tiempo le tomará a un calentador de 2,5 W evaporar completamente 400 g de helio líquido que se encuentra en su punto de ebullición (4,2 K)?. Para el helio Lv = 5 cal/g Rta: T = 56 min 15) Una ventana de doble bastidor consiste en dos hojas de vidrio, cada una de 80 cm . 80 cm. 0,3 cm (en este caso), separadas por un espacio de 0,3 cm de aire estancado. La temperatura de la superficie interior es de 20 °C, mientras que la de la superficie exterior es de 0°C. ¿Cuánto calor fluye (en calorías) a través de la ventana por segundo? Rta: H = 69 cal/s 16) Una placa de bronce de 2 cm de espesor (k b = 105 W/K.m) está sellada a una hoja de vidrio (k v = 0.8 W/K.m). Ambas tiene la misma área. La cara expuesta de la placa de bronce está a 80 °C, mientras que la cara expuesta del vidrio está a 20 °C. ¿Cuál es el espesor del vidrio si la interfaz vidrio-bronce está a 65 °C? Rta: L = 0,46 mm 17) a) Calcule el valor de R para una pared constituida por las siguientes capas: bloque de concreto (R = 0,34 ), una tabla de aislante de 1 pulgada ( R = 0.76 ) y una pared seca de 0,50 pulgadas (R = 0,08) en unidades de SI. b) Si la pared tiene un área de 15 m 2, calcule el flujo de calor por hora a través de la pared cuando la temperatura justa afuera es de 20 °C menor que la del interior. a) Rta: 0,18 m2.K / W ; b) Rta: 2,2 kcal. 18) El filamento de una lámpara incandescente tiene un área de 50 mm 2 y opera a una temperatura de 2127°C. Suponga que toda la energía suministrada al bulbo es radiada por él. Si la emisividad del filamento es 0,83; ¿cuánta potencia se debe suministrar al bulbo cuando está en operación? (  = 5,67 . 10 – 8 W / m2 K4 ) Rta: 78 W 19) Una esfera de 3 cm de radio actúa como un cuerpo negro. Está en equilibrio con sus alrededores y absorbe 30 kW de la potencia radiada por los alrededores. ¿Cuál es la temperatura de la esfera? Rta: 2,6 . 103 K 20) Un cuerpo esférico de 2 cm de diámetro se mantiene a 600 °C. Si supone que radia como si fuera un cuerpo negro, ¿a qué tasa (en watts) se radia energía desde la esféra? Rta: 41 W