ILN221 - Gestion Energetica I

Ayudantıa No 1: Mecanismos de Transferencia de Calor

Profesores: Dra Marıa Pilar Garate Chateau - M. Sc. Francisco Dall’Orso LeonAyudantes: Rafael Gaete - Javier Troncoso - Alexis Vasquez - Daniel Sanchez - Nestor Rivera

Ejercicios

CALENTAMIENTO DE AGUA EN UNA TETERA

1. Una tetera que contiene 1,2 [kg] de agua lıquida, inicialmente a 15 [◦C], es calentada hasta95[◦C] mediante un calentador electrico de 1200 [W] en su interior. La tetera tiene una masade 0.5 [kg] y un calor especıfico promedio (cp) de 0,7 [ KJ

kg◦C ]. Tomando el calor especıfico

del agua 4.18 [ KJkg◦C ] y descartando cualquier perdida de calor desde la tetera al ambiente,

determinar cuanto tiempo tomarıa calentar tal cantidad de agua.

ENFRIAMIENTO CON AGUA DE UN BLOQUE DE HIERRO

2. Un bloque de hierro (cp= 0,45 [ KJkg◦C ]) de 50 [kg] a 80 [◦C] se sumerge en un recipiente aislado

que contiene 0,5 [m3] de agua lıquida (cp= 4,18 [ KJkg◦C ]) a 25 [◦C].

a) Determinar la temperatura cuando se alcanza el equilibrio termico

b) Calcular la cantidad de energıa transferida entre los cuerpos

c) Explique de forma cualitativa el cambio de temperatura del agua.

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CALENTAMIENTO DEL MURO DE UNA CASA

3. Se tiene un muro de ladrillo (k= 0,42 Btuhr∗ft∗◦F ) de 20 [ft] de largo, 10 [ft] de alto y 1 [ft] de

espesor, apuntando hacia el norte. Considerando que la casa es calefaccionada electricamente,en cierta noche de invierno se miden las temperaturas de las superficies interior y exterior,resultando ser 62 [◦F] y 65 [◦F] respectivamente, durante un periodo de 8 horas.Ayuda: 1 [Btu

hr ]= 0,000293 [kW]

Determine:

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a) La velocidad de perdida de calor a traves del muro

b) El costo de la perdida de calor para el propietario de la casa, si el costo de la electricidades 0,07 [ $

kWh ]

CONDUCTIVIDAD EN UNA CACEROLA

4. Una cacerola de aluminio cuya conductividad termica es 287 [ Wm◦C ] tiene un fondo plano con

un diametro de 20 [cm] y un espesor de 0,4 [cm]. Se transfiere calor de manera estable a travesdel fondo hasta hervir el agua de la cacerola, con una potencia de 800 [W]. Si la superficieinterior del fondo de la cacerola esta a 105 [◦C], determine la temperatura de la superficieexterior.

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