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7/16/2019 Transferencia de Calor.doc
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1. ¿En qué difiere la ciencia de la transferencia de calor en la ciencia de la
termodinámica?
Termodinámica se refiere a la cantidad de la transferencia de calor como un sistema
sometido a un proceso de un estado de equilibrio a otro. La transferencia de calor, por
otra parte, se refiere a la tasa de transferencia de calor, así como la distribución de
temperaturas dentro del sistema en un momento determinado.
2. ¿Cómo surgen las ecuaciones diferenciales en el estudio de un problema físico?
Las ecuaciones diferenciales constituyen la parte central del Análisis, además es la que
mejor permite comprender las ciencias físicas y la técnica.
La razón de esta gran cantidad de aplicaciones se debe a que la derivada se puede
interpretar como el índice de cambio de una variable respecto de la otra, y las variables
que explican los fenómenos se relacionan entre sí por sus índices de cambio. Al expresar
estas relaciones mediante símbolos matemáticos se obtiene una gran cantidad de
ecuaciones diferenciales.
3. ¿Cuál es la fuerza impulsora para a) la transferencia de calor, b) el flujo de corriente
eléctrica, y c)el flujo de fluidos?
(a) La fuerza motriz para la transferencia de calor es la diferencia de temperatura. (b) La
fuerza impulsora para el flujo de corriente eléctrica es la diferencia de potencial eléctrico
(voltaje). (c) La fuerza impulsora para el flujo de fluidos es la diferencia de presión.
4. ¿Cuál es la teoría del calórico? ¿Cuándo y por qué se abandonó?
La teoría del calórico se basa en el supuesto de que el calor es un líquido similar a la
sustancia llamada "calórico" que es una masa, incoloro, inodoro sustancia. Fue
abandonado en la mitad del siglo XIX, después de haber demostrado que no hay tal cosa
como el de calorías.
5. ¿En qué se diferencian los problemas de capacidad nominal de los de
dimensionamiento?
Los problemas de capacidad nominal se ocupan de la determinación de la velocidad de
transferencia de calor para un sistema existente con una diferencia específica de
temperatura. Los problemas de dimensionamiento se ocupan de la determinación del
tamaño de un sistema con el fin de transferir calor a una velocidad determinada para una
diferencia específica de la temperatura.
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6. ¿Cuál es la diferencia entre el enfoque analítico y el experimental de la transferencia
de calor? Discuta las ventajas y las desventajas de cada una de ellas.
El enfoque experimental (pruebas y tomar medidas) tiene la ventaja de tratar con el
sistema físico real, y obtener un valor físico dentro de los límites del error experimental.
Sin embargo, mucho tiempo, este método es caro, y, a menudo poco práctico. El enfoqueanalítico (análisis o cálculos) tiene la ventaja de que es rápido y barato, pero los resultados
obtenidos están sujetos a la exactitud de los supuestos y las idealizaciones hechas en el
análisis.
7. ¿Cuál es la importancia de la elaboración de modelos en la ingeniería? ¿Cómo se
preparan los modelos matemáticos para los procesos de ingeniería?
La importancia del modelado en la ingeniería, es que permite predecir la evolución de un
evento antes de que realmente ocurra, o para estudiar diversos aspectos de un evento
matemáticamente sin ejecutar realmente costoso en tiempo y consumo de los
experimentos.
En la preparación de un modelo matemático, todas las variables que afectan el fenómeno
se identifican; hipótesis razonables y aproximaciones se hacen, y la interdependencia de
estas variables se estudia.
Un modelo debe ser bastante detallado si se desea representar válidamente el problema
real.
8. Cuando se hace un modelo de un proceso de ingeniería, ¿Cómo se hace la selección
correcta entre un modelo simple pero burdo y uno complejo pero exacto? ¿El modelo
complejo es necesariamente una selección mejor porque es más exacto?
La elección correcta entre un modelo de crudo y complejo suele ser el modelo más
sencillo que da resultados adecuados. Preparación de modelos muy precisos, pero la
complejidad no es necesariamente una mejor elección, ya que estos modelos no son de
mucho uso para un analista, si son muy difíciles y consumen tiempo de resolver. Como
mínimo, el modelo debe reflejar las características esenciales del problema físico que
representa.
9. En un día caluroso de verano un estudiante enciende su ventilador cuando sale de su
cuarto en la mañana. Cuando regrese en la tarde, ¿su cuarto estará más caluroso o
más frío que los cuartos vecinos? ¿Por qué? Suponga que todas las puertas y ventanas
se mantienen cerradas.
Más cálido. Puesto que la energía se añade a la sala de aire en la forma de trabajo
eléctrico.
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10. Considere dos cuartos idénticos, uno con un refrigerador en él y el otro no. Si se
cierran todas las puertas y ventanas, ¿el cuarto que contiene el refrigerador estará
más frío o más caliente que el otro? ¿Por qué?
El cuarto estará más cálido. Porque si tomamos la habitación que contiene la neveracomo un sistema, veremos que el trabajo eléctrico con este espacio hizo que el
refrigerador, finalmente se disipó a las habitaciones en forma de calor.
11. ¿Qué es flujo de calor? ¿cómo está relacionado con la razón de transferencia de calor?
La tasa de transferencia de calor por unidad de superficie se denomina flujo de calor. Está
relacionado con la tasa de transferencia de calor.
12. ¿Cuáles son los mecanismos de transferencia de energía para un sistema cerrado?
¿Cómo se distingue la transferencia de calor de las otras formas de transferencia de
energía?
La energía puede ser transferida por calor, trabajo y masa. La transferencia de energía es
la transferencia de calor cuando su fuerza motriz es la diferencia de temperatura.
