PDF - Transferencia de calor - Primer Examen Parcial A2025

Primer examen Parcial Transferencia de calor semestre A2025 1.- Se quiere calentar una esfera de aluminio de diámetro 30 centímetros, (densidad de 2.750,00 kg/m3 y capacidad calorífica de 0,990 kJ/kg K), desde la temperatura ambiente de 25 grados centígrados hasta 250 grados centígrados. a) Estimar...

Primer examen Parcial Transferencia de calor semestre A2025 1.- Se quiere calentar una esfera de aluminio de diámetro 30 centímetros, (densidad de 2.750,00 kg/m3 y capacidad calorífica de 0,990 kJ/kg K), desde la temperatura ambiente de 25 grados centígrados hasta 250 grados centígrados. a) Estimar el tiempo mínimo que se debería tener en un horno de 3000 vatios efectivos (efectivos significa que es la energía neta que el horno, una vez determinadas las pérdidas de calor, es capaz de suministrar al objeto dentro de el). (2 puntos) b) Si la temperatura del interior del horno es de 500 grados centígrados y se supone que el calentamiento se realiza por convección natural (h=29 w/m2 K). Cuanto tiempo estima que demorará el proceso de calentamiento. (2 puntos) c) Compare las respuestas a) y b) y realice un razonamiento al respecto. (Corto, no más de tres líneas). (2 puntos) d) Si las paredes del horno están 450 grados centígrados, qué porcentaje de calor se transfiere si consideramos radiación y convección. (2 puntos) e) Comente los resultados a, b y d. (2 puntos) 2.- Se quiere instalar un equipo de aire acondicionado en un salón de clases. El salón tiene una capacidad para 35 estudiantes (calor disipado por cada persona 130 vatios), el salón tiene 12 luminarias (bombillos LED) de 12 vatios cada uno, que iluminan los 60 metros cuadrados del salón. En el salón se tiene una computadora que consume 20 vatios y un VideoBeam que consume 300 vatios. El salón tiene una ganancia de calor del exterior (por conducción a través de las paredes y ventanas, por radiación a través de las ventanas y por cambio, entrada, de aire) de 2500 vatios. El salón se desea mantener a 23 grados centígrados. Determinar: a) Qué potencia debe tener el equipo de aire acondicionado a instalar. (2 puntos) b) Si la altura del salón son 4 metros, con cuanto tiempo de anticipación se debe encender el equipo de aire acondicionado para que se tengan los 21 grados centígrados, si este esta ubicado en Maracaibo donde la presión atmosférica es de 100 kPa y la temperatura ambiente es de 35 grados centígrados. (2 puntos) c) Las paredes del salón tienen una temperatura superficial interna y externa de 25 y 35 grados centígrados, respectivamente, y un espesor de 35 centímetros (conductividad térmica de 0,75 w/m K). Estime la ganancia de calor por metro cuadrado de pared del salón. (2 puntos) d) Si el kw-hr de electricidad cuesta 0,12 $/kW-hr y el salón se utiliza durante 8 horas diarias y 22 días al mes, cuanto es el costo del acondicionamiento de dicho salón. (2 puntos) 3.- Considerando que el costo de la energía es de 0,15 $/kW-hr, cuánto se debe incrementar el costo de una cerveza fría (4 grados centígrados) respecto a una cerveza a temperatura ambiente (del tiempo… 23 grados centígrados en Mérida y 36 grados centígrados en Maracaibo) (2 puntos)