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• Ronal Diaz

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Conceptos Generales

Docente: Mg. Carlos A. Alvarado Silva

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EJERCICIO 1.6:

TRANSFERENCIA DE CALOR

En un salón de clases que normalmente aloja a 40 personas se instalarán unidades de aire acondicionado con capacidad de enfriamiento de 5 kW. Se puede suponer que una persona en reposo disipa calor a una tasa de alrededor de 360 kJ/h. Además, hay 10 focos en el aula, cada uno de 100 W, y se estima que la tasa de transferencia de calor hacia el aula a través de las paredes es de 15 000 kJ/h. Si el aire en el aula se debe mantener a una temperatura constante de 21°C, determine el número de unidades de aire acondicionado requeridas.

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EJERCICIO 1.11:

TRANSFERENCIA DE CALOR

Se va a calentar una bola de aluminio de 15 cm de diámetro desde 80°C hasta una temperatura promedio de 200°C. Tomando la densidad y el calor especifico promedio del aluminio en este rango de temperaturas como  = 2.700 kg/m3 y Cp= 0.90 kJ/kg.°C, determine la cantidad de energía que necesita ser transferida a la bola.

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EJERCICIO 1.12:

TRANSFERENCIA DE CALOR

Se va ha calentar 1,2 kg de agua liquida inicialmente a temperatura de ambiente de 15ºC hasta 95ºC, en una tetera equipada con un elemento eléctrico de 1200W en su interior. La masa de la tetera es de 0,5 kg y tiene un calor especifico promedio de 0,7 kJ/kg.ºC. Tomando el calor especifico del agua como 4,18 kJ/kg.ºC y descartando cualquier perdida proveniente de la tetera, determine el tiempo que se tardara en calentar el agua.

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EJERCICIO 1.14:

TRANSFERENCIA DE CALOR

Un chip lógico usado en una computadora disipa 3W de potencia en un medio de 120°F y tiene un área superficial de transferencia de calor de 0.08 in2. Suponiendo que la transferencia de calor desde la superficie es uniforme, determine a) la cantidad de calor que este chip disipa durante un día de trabajo de 8 horas, en kWh, , b) el flujo de calor sobre la superficie del chip, en W/in2

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EJERCICIO 1.15:

TRANSFERENCIA DE CALOR

Considere una lámpara incandescente de 150 W. El filamento de la lámpara tiene 5 cm de largo y el diámetro es de 0.5 mm. El diámetro del bulbo de vidrio de la lámpara es de 8 cm. Determine el flujo de calor , en W/m2, a ) sobre la superficie del filamento y b) sobre la superficie del bulbo de vidrio y c) calcule cuanto costara por año mantener esa lámpara encendida durante 8 horas al día , todos los días, si el costo unitario de la electricidad es de 0.08 dólar/kWh.

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EJERCICIO 1.17:

Considere dos paredes de una casa que son idénticas en volumen y forma, excepto que una de ellas esta construida de madera 10 cm de espesor, en tanto que la otra esta hecha de ladrillo de 25 cm de espesor. ¿ A través de cual de las paredes, la casa perderá mas calor en invierno?. Considerar que la conductividad térmica de la madera es: 0.16W/m°C y del ladrillo es 0.72 W/m°C.

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EJERCICIO 1.18:

Las superficies interior y exterior de un muro de ladrillos de 5m x 6m, con un espesor de 30 cm y conductividad térmica de 0.69 W/m.°C, se mantienen a las temperaturas de 20°C y 5°C respectivamente. Determine la velocidad de la transferencia de calor a través del muro, en W.

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EJERCICIO 1.22:

TRANSFERENCIA DE CALOR

Considere una caja electrónica sellada de 20 cm de alto, cuyas dimensiones de la base son: 40 cm x 40 cm, colocada en una cámara al vacio. La emisividad de la superficie exterior de la caja es 0.95. Si los componentes electrónicos que están en la caja disipan un total de 100 W de potencia y la temperatura de la superficie exterior de ella no debe sobrepasar 55°C, determine la temperatura a la cual deben mantenerse las superficies circundantes si esta caja se va a enfriar solo por radiación. Suponga que la transferencia de calor desde la superficie interior de la caja hacia el pedestal es despreciable.

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EJERCICIO 1.23:

TRANSFERENCIA DE CALOR

Considere una persona que se encuentra parada en un cuarto que se mantiene a 20ºC en todo momento. Se observa que las superficies de las paredes, pisos y techo de la casa se encuentran a una temperatura promedio de 12ºC en el invierno y 23ºC en el verano. Determine las velocidades de la transferencia de calor entre esta persona y las superficies circundante tanto en el verano como en el invierno, si el área superficial expuesta de la superficie exterior de la persona es de 1,6m2 , tiene una emisividad de 0.95 y su temperatura promedio se mantiene constante en 32ºC.

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EJERCICIO 1.24 :

TRANSFERENCIA DE CALOR

Considere una persona que está parada en un cuarto con brisa a 20°C. Determine la razón total de transferencia de calor desde esta persona, si el área superficial expuesta y la temperatura promedio de la superficie exterior de ella son de 1.6 m2 y 29°C, respectivamente, y el coeficiente de transferencia de calor por convección es de 6 W/m2 ·°C

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