problemas de transferencia de calor

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INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
1-39C

¿En qué difiere la conducción de calor de la convec-

ción

convección es 25 W/m^ • °C, determine la temperatura de la placa de aluminio. Descarte cualesquiera efectos de radiación.

1-40C ¿Alguna energía del Sol llega a la Tierra por conduc- " ^ ^ ^ ^ En las centrales eléctricas son muy comunes las tuberías
ción o por convección?
quetransportan vapor sobrecalentado. Este vapor fluye a una
razón de 0.3 kg/s dentro de una tubería con un diámetro de 5 cm
1-41C ¿En qué difiere la convección forzada de la natural?
y longitud de 10 m. La tubería está colocada en una central eléc1-42C Defina emisividad y absortividad. ¿Cuál es la ley de
trica a 20°C y tiene una temperatura superficial uniforme de
Kirchhoff de la radiación?
100°C.Si el descenso de temperatura entre la entrada y salida
1-43C ¿Qué es un cuerpo negro? ¿En qué difieren los cuerpos
de la tubería es de 30°C, y el calor específico del vapor es de
reales de los negros?
2 190 J/kg • K , determine el coeficiente de transferencia de
calor por convección entre la superficie de la tubería y los
1-44C A juzgar por su unidad, W / m • °C, ¿podemos definir laalrededores.
conductividad térmica de un material como el flujo de calor a
través del material por unidad de espesor por unidad de diferencia en la temperatura? Explique.
1-4SC Considere la pérdida de calor a través de dos paredes
de una casa en una noche de invierno. Las paredes son idénticas, excepto que una de ellas tiene una ventana de vidrio firmemente ajustada. ¿A través de cuál pared la casaperderá m á s
calor? Explique.

Aire,20°C
T, = 100°C
D = 5cm
Vapor
sobrecalentado •
0.3 kg/s

1-46C Considere dos casas que son idénticas, excepto porque,
en una de ellas, las paredes se construyen con ladrillos y, en la
otra, con madera. Si las paredes de la casa de ladrillos tienen el
doble de espesor, ¿cuál de las casas piensa usted que será m á s
eficiente respecto al uso de laenergía?
1-47C Considere dos paredes de una casa que son idénticas,
excepto que una de ellas está construida de madera de 10 cm de
espesor, en tanto que la otra está hecha de ladrillo de 25 cm
de espesor ¿A través de cuál de las dos paredes la casa perderá
más calor en el invierno?
1-48C ¿Cómo varía la conductividad térmica de los gases y
los líquidos con la temperatura?
1-49C ¿Por qué laconductividad térmica de los superaislamientos es de magnitud inferior que la correspondiente al aislamiento común?
1-50C ¿Por qué caracterizamos la capacidad de conducción
del calor de los aisladores en términos de su conductividad térmica aparente en lugar de la conductividad térmica común?
1-51C Considere una aleación de dos metales cuyas conductividades térmicas son k¡ y ki- ¿La conductividadtérmica de
la aleación será menor que Á:,, mayor que k-, o estará entre k^ y

L = lOm
re„,-7',,|=30°C

FIGURA P1-54

1-55 Una corriente eléctrica de 5 A que pasa por un resistor
tiene un voltaje medido de 6 V a través del resistor. El resistor
es un cilindro con 2.5 cm de diámetro y 15 cm de longitud. El
resistor tiene una temperatura uniforme de 90°C y aire a temperatura ambiente de20°C. Si se supone que la transferencia de
calor por radiación es despreciable, determine el coeficiente de
transferencia de calor por convección.
Respuesta:

33.6 W/m^ • K

1-56 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 26°C y 8°C,
respectivamente. Determinela razón de la transferencia de calor a través del muro, en W.

/tj?
1-52 Las dos superficies de una placa de 2 cm de espesor se
mantienen a 0°C y 80°C, respectivamente. Si se determina que
el calor se transfiere a través de la placa a una razón de 500
W/m-, determine su conductividad térmica.
-i
1-53 Cuatro transistores de potencia, cada uno de ellos disipando 12 W, están montados...