Fisica

Formas de transmisión de calor
Conducción
1.- Una casa tiene un ventanal de 6 mm de espesor, 2.30 m de altura y 4 m de largo. ¿Cuál será la perdida de calor a través del cristal si la temperatura dentro de la casa es de 25 ºC y fuera de ella 19 ºC?
Datos
L= 6 mm= 0.006 m
A= 2.30 x 4= 9.2 m
T1= 19ºC
T2= 25ºC
K= 1.9x10-4 kcal/msºC

Q= KAt
Q= (1.9x10-4kcal/msºC)( 9.2m)(3600s)(25ºC -19ºC)
0.006 m
Q= (1.9x10-4kcal/msºC)( 9.2m)(3600s)( 6 ºC )
0.006 m
Q= 1.9x10-4kcal/msºC)( 9.2m)(3600s)(1000 ºC/m)
Q= 6292.8 kcal
2.- ¿Cuál será la rapidez de la perdida de calor por conducción a travez de la ropa de una persona si la superficie aproximadade su cuerpo es de 0.9 m2 y toda su ropa tiene un espesor de 0.7 cm? Considera que la temperatura corporal es de 36 ºC y la del ambiente de 5 ºC. La conductividad térmica de su ropa es de 0.04 W/ m K.
Datos
L= 0.7 cm= 0.007 m
A= 0.9 m2
T1= 5ºC= 278 K
T2= 36ºC=309 K
K= 0.04 W/ m K
T= 1 hrs= 3600s
Q= ?
H= ?
Q= KAtQ= (0.4 W/m K)( 0.9m)( 309 K – 278 K)
0.007 m
Q= (0.4 W/m K)( 0.9m)( 6 K )
0.007 m
Q= (0.4 W/m K)( 0.9m)(4428.57 K)
Q= 159.42 W
H= Q/t
H= 159.42 W
3600 s
H= 0.04428 W/s
3.- Una hielera en forma de primas rectangular tiene las dimensiones que se indican en la siguiente figura. Lasparedes están hechas de plástico de 3 cm de espesor. Cuando la temperatura exterior es de 32 ºC ¿ qué cantidad de calor se transmite cada hora?
Datos
L= 3 cm= 0.03 m
A= 0.72 m2
T= 32 ºC
K= 2x10-5 kcal/msºC
T= 1 hrs= 3600s
Q= ?
Q= KAt
Q= (2x10-5 kcal/msºC)( 0.72 m)( 3600s)( 32 ºC )
0.03 m
Q= (2x10-5kcal/msºC)( 0.72 m)( 3600s)(1066.66 ºC)
Q=55.29 kcal




Radiación
1. La barda que rodea una escuela esta hecha de bloques de cemento. Se toma la temperatura con una cámara térmica y registra un valor de 50 ºC ¿Cuánto calor irradia por m2?
Datos
P=?
T= 50 ºC= 323 K
e= 0.90
o= 5.67x10-8 W/m2 K4
P/A=oeT4
P/A = 5.67x10-8 W/m2 K4( 0.90)( 323 K)4
P/A=555.43 W/m2
2. Sofía le dice a teresa que sesiente mucho calor cerca de la pared donde están platicando porque a esa pared toda la mañana le da el sol. Si la pared de ladrillo rojo mide 5 m de largo por 3 m de alto y su temperatura es de 32 ºC aproximadamente ¿cuál es el valor de la potencia irradiada?
Datos
P=?
T= 32 ºC= 305 K
e= 0.93
o= 5.67x10-8 W/m2 K4
A= 5m x 3m= 15 m2
P=oAeT4
P= 5.67x10-8(15 m2)( 0.93)( 305 K)4
P= 6844.73 W3. Si tienes dos esferas a 50 ºC, una de latón brillante y la otra de latón oxidado, y quieres que ambas emitan una radiación de 3 W ¿Cuál de las dos debe ser más grande? Demuéstralo.
Datos latón brillante
T= 50 ºC= 323 K
e= 0.10
P= 3 W
o= 5.67x10-8 W/m2 K4

A= P
oeT4
A= 3 W
(5.67x10-8 W/m2 K4)(0.10)(323 K)4
A= 3 W61.71
A= 0.0048 m2

Datos latón oxidado
T= 50 ºC= 323 K
e= 0.61
P= 3 W
o= 5.67x10-8 W/m2 K4
A= P
oeT4
A= 3 W
(5.67x10-8 W/m2 K4)(0.61)(323 K)4
A= 3 W
376.46
A= 0.007968 m2

4. ¿Cuál será la temperatura de una carretera de asfalto que emite una radiación de 398 W por cada metro cuadrado?
Datos
T=?
e= 0.90
P= 398 W
o= 5.67x10-8W/m2 K4
A= 1m2
T= 4√ P
oAe
T=4√ 398 w
0.00000005103
T=4√7799333725
T= 297.17 K
5. En una industria metal mecánica se mide la temperatura de una superficie de acero brillante con un termómetro de infrarrojo. El valor medido es de 200 ºC ¿Qué potencia irradia la superficie por metro cuadrado?
Datos
P= ?
T= 200 ºC= 473 K
e= 0.18
o= 5.67x10-8 W/m2 K4...