EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR 1

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
PROCESOS UNITARIOS

Profesor: ING. HUIMAN SANDOVAL JOSE
AULA: A3-3

SECCIÓN: TARDE B

 

EJERCISIOS TRANSFERENCIA
DE CALOR

EJERCICIO 1

Una lamina de corcho de 10cm de espesor tiene una cara
a -12 °C y la otra a 21°C ¿Cuál es la velocidad de
transmisión de calora través de 1m2 de pared si la
conductividad termica media en este intervalo de
temperatura vale 0,042 J.m-1.s-1.C°-1

q = Q/θ = -kA∆T
x
q=

0.042 J. 1m2 . 33°C
0.1 m.m.s.°C
q = 13.86 W

=13.86 J/s

EJERCICIO 2
Espesor

Ladrillo
11cm
Corcho

Cemento
7.5 cm

10cm
Conductividad
 

0.76

0.043
B)

A)

0.4

 

 

13.95

13.95

Tcemento

Tladrillo
 
13.95
Tcorcho

EJERCICIO 3

¿Qué temperatura de laescala Celsius corresponde a los 105
°F, es una temperatura peligrosamente para los seres
humanos?

1.8 C = F - 32
1.8 C = 105°F – 32
C = 40.6 °C
Si es peligrosa ya que la temperatura promedio para las personas
son de 37°

EJERCICIO 4

¿A cuantos °C equivalen 170 °M, sabiendo que °M equivalen
a 263 °K y que 10°M equivalen a 465 °R?
A)

A)
1°M --------- 263
K°--------- -10°C
1°M------- -10°C170°M-----------X
X = -1700°C

10°M ------- 465
R-------0.95°C
10°M------- 0.95°C
170°M-----------X
X = 161.5°C

EJERCICIO 5

¿La temperatura de ebullición del agua equivale a 300°X en
una escala absoluta. Determinar a cuantos °F equivalen la
temperatura de 450°X?
100°C------- 300°X
X------------450°X
X = 150°C

1.8C = F – 32
1.8 (150) = F -32
F = 302°

EJERCICIO 6

La temperatura de un cuerpo es70°C. Luego disminuir 25°K.
Calcular la temperatura final en °J, sabiendo que el punto de
ebullición y congelación del agua son de 80°J y -20°J,
respectivamente.
A)
100°C------- 80°J
X ----------- 1°J
X = 1.25°C

= 70°C – 25°K
=70 – (-248)
= 318°C

1.25°C------- 1°J
318°C -------- X
X = 254.4 °J

EJERCICIO 7

Hallar la temperatura en celsius que corresponde 0°X
x°C ………....0°X
100°C .………-10°X
0C..……...-60°X
(x-100)C/100C = 10X/50X
x = 120°C

EJERCICIO 8
El aire de una habitación esta a 25°C y la temperatura del aire
exterior es 0°C. La ventana de la habitación tiene área de 2m 2 y
su espesor de 2mm. Calcúlese el ritmo de perdida del calor a
través
de
la
ventana.
K= Conductividad térmica = 1W/(°K.m)

T ext= 0°C
T int= 25°C
Area=2m2
L=0.002m
K=1 W/m.°K

q = 0.042 W. 2m2 .(0-25)°C
0.002 m. m .s.°K
q= 248000 W

EJERCICIO 9
INT

3°C

K

T1 = ? 1c
m

EXT
T2 =
q

Área = 3m2
X= 1 x 10-2m
T2= 3 °C = 276 °K
K= 0.8 J/m.s.°K = 0.8 W/m.°K
T1= ?
q = Q/θ = -kA∆T
x
q = 0.8 W/m°C x 3m2 x (T1 - 276°K) = 4000 W
1 x 10-2m

EJERCICIO 10

P=0,099atm
A= 200m2
PM= 29g/mol
h= 5m
Tint = 17C
R = 0,082 atm

V= Axh=1000m3= 106L

PV = RT(w/PM)
0,099(106) = 0,082(17)(w/29)
W = 1207,31kg de aire

EJERCICIO 11
INTK

EXT
T1 = ?1cm
T2 = 3°C

Área = 3m2
X= 1 x 10-2m
T2= 3 °C = 276 °K
K= 2 X 10-4 KCal/m.s.°C = 8.3736 x 10-2 W/m.°K
T1= ?
q = Q/θ = -kA∆T
x
q = 8.3736 x 10-2 W/m°C x 3m2 x (T1 - 276°K) = 1000
W
1 x 10-2m

EJERCICIO 12
 

Área = 10m2
X= 1 x 10-2m

INT

K

T1 = ?

T2 =

3°C

T2= 15°C = 288 °K

EXT

1cm

K= 0.2 x 10-2
T1= ?
q
q = 2500 kcal/h = 0.695 kcal
 
q = Q/θ = -kA∆T
x
 
q = 0.2 x 10-2 kcal/m°Cx 10m2 x (T1 - 288°K) = 0.695 kcal
1 x 10-2m
 
T1 = 291,475°K = 18,475 °C

EJERCICIO 13

Q = mA . cA . (TF – T0)
Q = 1.000.000 gr . 1 cal/gr°C . (60°C – 20°C)
Q = 40.000.000 cal = 40 x 106 cal = 167,5 MJ
RadSolar = PotSolar / área = 400 W/m2
PotSolar = 400 W/m² . 9 m² = 3.600 W
PotSolarNETA = 3.600 W . 0,75 = 2.700 W
Pot = Q / Δt
→
Δt = Q / Pot
Δt = 167,5 x 106 J / 2.700 J/s = 62.000 sEJERCICIO 16
 
Longitud = 40m
T2= 90°C
K= 43 w/m°C
T1= 115°C
t2= 90°C
R2 = 4 cm
R1 = 3 cm
q=?

K= 43 w/m°C

t1=115°C

q = K Aml (T1 – T2)
R2 – R1
 
Aml = 2πL (R2 – R1)
Ln (R2 / R1)
 
q = 43 w/m°Cx 2 x 3.14 x 40 m2 (0.04m - 0.03m) x 25 °C
Ln (0.04m/0.03m)
q = 9 812.5 J/s

EJERCICIO 17
Área = 18m2
EXT
T2= 38°C
K= 0.2 x 10-2
T1= 5°C
T2 = 38°C
q = 500 W
X1 = 15 cm
X2=?
q = Q/θ = -kA∆T
x
q=U x A x ∆T...