1. Una pared plana de espesor 0,1 m y conductividad térmica 25 W/m·°C, con una generación de calor volumétrica uniforme de 0,3 MW/m 3 , se aísla en uno de sus lados mientras que el otro lado se expone a un fluido a 92 °C. El coeficiente de transferencia de calor por convección entre la pared y el fluido es 500 W/m 2 ·°C. Determine la temperatura máxima en la pared. 2. El exterior de un hilo de cobre (k = 379 W/m·°C) de 2 mm de diámetro está expuesto a un entorno convectivo con h = 5000 W/m 2 ·°C y T ∞ = 100 °C. ¿Qué corriente debe pasar a través del hilo para que la temperatura en el centro sea de 150 °C? La resistividad del cobre es 1,67 µΩ·cm. 3. El vidrio trasero de un automóvil puede desempañarse adhiriendo una película transparente muy delgada que conduzca corriente eléctrica. Supóngase un cristal de 4 mm de espesor (k = 1,4 W/m·°C) y un ambiente exterior con una temperatura de – 10 °C y un coeficiente de transferencia de calor de 65 W/m 2 ·°C. En el interior del vehículo la temperatura ambiente es de 25 °C y el coeficiente de transferencia de calor es de 10 W/m 2 ·°C. ¿Qué potencia eléctrica por unidad de área (W/m 2 ) debe aplicarse a la película para mantener la superficie interior del cristal a 15 °C? ¿Qué temperatura tendría la superficie interior del cristal si no se aplica corriente eléctrica? 4. Un alambre eléctrico que tiene un radio de 5 mm y una resistencia por unidad de longitud de 10 -4 Ω/m, se cubre con un aislante plástico de conductividad térmica k = 0,20 W/m·°C y 1 mm de espesor. El aislante se expone al aire del ambiente para el que T ∞ = 27 °C y h = 10 W/m 2 ·°C. Si el aislante tiene una temperatura máxima permisible de 177 °C, ¿cuál es la corriente máxima posible que se puede hacer pasar por el alambre?
1. Una pared plana de espesor 0,1 m y conductividad trmica 25
W/mC, con una generacin de calor volumtrica uniforme de 0,3 MW/m3,
se asla en uno de sus lados mientras que el otro lado se expone a
un fluido a 92 C. El coeficiente de transferencia de calor por
conveccin entre la pared y el fluido es 500 W/m2C. Determine la
temperatura mxima en la pared.
2. El exterior de un hilo de cobre (k = 379 W/mC) de 2 mm de
dimetro est expuesto a un entorno convectivo con h = 5000 W/m2C y T
= 100 C. Qu corriente debe pasar a travs del hilo para que la
temperatura en el centro sea de 150 C? La resistividad del cobre es
1,67 cm.
3. El vidrio trasero de un automvil puede desempaarse adhiriendo
una pelcula transparente muy delgada que conduzca corriente
elctrica. Supngase un cristal de 4 mm de espesor (k = 1,4 W/mC) y
un ambiente exterior con una temperatura de 10 C y un coeficiente
de transferencia de calor de 65 W/m2C. En el interior del vehculo
la temperatura ambiente es de 25 C y el coeficiente de
transferencia de calor es de 10 W/m2C. Qu potencia elctrica por
unidad de rea (W/m2) debe aplicarse a la pelcula para mantener la
superficie interior del cristal a 15 C? Qu temperatura tendra la
superficie interior del cristal si no se aplica corriente
elctrica?
4. Un alambre elctrico que tiene un radio de 5 mm y una
resistencia por unidad de longitud de 10-4 /m, se cubre con un
aislante plstico de conductividad trmica k = 0,20 W/mC y 1 mm de
espesor. El aislante se expone al aire del ambiente para el que T =
27 C y h = 10 W/m2C. Si el aislante tiene una temperatura mxima
permisible de 177 C, cul es la corriente mxima posible que se puede
hacer pasar por el alambre?
