Física Resuelta

Problema No 1 Para calentar agua desde 20 o C hasta 60 o C un tubo eléctricamente calentado resultando en flujo de calor de 10 kW/m 2 es propuesto. La tasa de flujo másico es tal que Re D = 2000, y consecuentemente el flujo debe mantenerse laminar. El tubo tiene un diámetro interior de 25 mm, y el flujo está completamente desarrollado. Determine la longitud requerida del tubo . Problema No 2 Se tiene un horno para pizza cuya forma consiste en un ducto semi-circular de diámetro D = 60 cm y profundidad L = 1.5 m (hacia adentro de la hoja). Las pizzas se colocan en la cara A 1 que se encuentra a 100 o C, mientras que la superficie A 2 se mantiene a 150 o C. Asumiendo que las pizzas cubren toda el área A 1 , se le pide: a) Calcular el factor de vista de F 21 b) Usando el resultado del literal anterior, determine la tasa de calor por radiación térmica entre ambas caras. Asuma que la superficie A 2 tiene una emisividad de 0.50 Problema...

Ejercicio 1 En un procedimiento experimental se determinó que el coeficiente de convección en la parte superior de una placa plana horizontal de longitud 5 m está dado por W/m 2 K. Determine: a)  b) La tasa de calor que se emite desde una región de la placa establecida desde x=2m hasta x=3.5m, si el ancho de la placa es 1.5 m. Se conoce que la placa tiene una temperatura de 100 o C y el ambiente 40 o C. Ejercicio 2 Placas paralelas forman un colector solar que cubre un techo. Las placas se mantienen a 34 °C, en tanto que fluye aire ambiente a 20°C sobre el techo con V = 2 m/s. Determine la razón de la pérdida de calor por convección desde a) la primera placa, b) la tercera placa, y c) todas las cinco placas que se muestran en la figura. Problemas Resueltos

Ejercicio 1 En Alemania, durante la sintetización de un material quasi-opaco (τ=0.1) se logró que la absortividad varíe de la forma: α=0.4-0.1 t donde t está en segundos y 0.1 en s -1 . Si la energía radiante incidente sobre el material es constante de 60 w/m 2 , conteste las siguientes preguntas y argumente su respuesta: a.      ¿Existe algún instante en el que la energía radiante incidente sea igual a la energía absorbida?¿Cuando? b.     ¿Existe algún instante en el que la energía radiante incidente sea igual a la energía reflejada? ¿Cuando? c.      ¿Existe algún instante en el que la energía radiante incidente sea igual a la transmitida? ¿Cuando? d.     ¿Cuál es el porcentaje de energía reflejada para t=2 s y para t=5s? e.      ¿En qué instante la energía absorbida es 20% la energía incidente? f.      ¿En qué instante la energía transmitida es el 10% de la energía reflejada? ...

  Ejercicio 1 Considere una resistencia eléctrica de grafito con cubierta de vidrio de 1 W, 2 MΩ, de 2 mm de diámetro y de 3 cm de longitud. Se desea aislar eléctricamente la resistencia con micanita (k=0.1 W/mK). Se supone que el 40% del calor generado se disipa por convección al ambiente (h= 15 W/m 2 K) cuya temperatura es de 40 o C y el resto se conduce a través de los conductores de cobre y otros componentes del circuito. Calcule el espesor de aislante eléctrico necesario para tener una disipación de calor máxima, así como la temperatura en el interior del aislante. ¿Cuál sería la temperatura superficial de la resistencia si esta no se aislara?   Ejercicio 2 Se tiene un cono truncado de un material cuya conductividad térmica es k=-10T W/mK. Se conoce que el área más grande tiene un radio de 10 cm y el área más pequeña un radio de 5 cm. Si la longitud del cono truncado es de 15 cm. Determine la temperatura en la mitad del material considerando que el área más grande está a...

  Ejercicio 1 Vapor industrial es transportado a través de un tubo no aislado de 35 m de largo y 80 mm de diámetro. El tubo pasa a través de un edificio cuyas paredes y aire están a 30 °C. El vapor presurizado mantiene una temperatura superficial de la tubería de 200 °C, y el coeficiente asociado con la convección es h = 35 W/m 2 K . La emisividad superficial es = 0.7 ¿Cuál es la tasa de calor perdida para la configuración indicada? ¿Cuánto es la pérdida anual de energía? Ejercicio 2 Una cara de una placa de 20 cm es mantenida a 100 °C mientras la otra cara es mantenida a 50 °C. La conductividad térmica de la placa es una función exponencial de la temperatura de acuerdo a k=10exp(0.8T) W/m.K Determine la temperatura en la posición x = 10 cm. Compare el resultado cuando la conductividad térmica es constante k=10 W/m.K Problemas Resueltos