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Cuestiones de Conducción y Radiación 1. Un material con una difusividad térmica alta se enfría rápidamente. (V) 2. La ecuación de difusión de calor se deduce a partir de la 1ª Ley de la Termodinámica. 3. En régimen estacionario, el flujo de calor a través de las paredes de un tubo no es constante. (F) 2. Al modelar la transmisión de calor desde la superficie de un sólido mediante un circuito térmico equivalente, las resistencias térmicas de convección y radiación van siempre en paralelo. (V) 3. Cuanto mayor es la conductividad térmica de una aleta menor es el gradiente de temperaturas en su dirección longitudinal. (V) 4. El valor de la efectividad de una aleta debe estar entre 0 y 1. (F) 5. El factor de forma de conducción tiene unidades de superficie. (F) (tiene unidad longitudinal) 6. Al plantear un problema de conducción estacionaria mediante el MDF y al resolverlo con el método iterativo de Gauss-Seidel, la solución puede divergir dependiendo de los valores iniciales supuestos. ([ V ]) 7. En conducción transitoria, se puede predecir que es más factible usar el Método de la Resistencia Interna Despreciable cuanto mayor sea la conductividad térmica del sólido. (V) – (Si Bi es menor a 0.1) 8. El significado físico del número de Fourier es una relación entre la transferencia de calor por conducción y el almacenamiento de energía interna. (V) 9. Cuanto mayor es la constante de tiempo térmica en un problema de conducción transitoria, más rápida es la variación de las temperaturas con el tiempo. (F) 10. En un problema de conducción unidimensional transitoria, la solución analítica aproximada se puede usar si el número de Fourier es menor que 0,2. (F) 11. Un cuerpo negro, cuanto mayor es su temperatura, emite más cantidad de radiación a longitudes de onda bajas. (V) 12. La absortividad, α, de una superficie depende de la irradiación, G, a la que está sometida. (V) 13. La resistencia radiactiva geométrica depende del factor de forma de radiación entre dos superficies.

14. La resistencia radiactiva geométrica depende del factor de forma de radiación entre dos superficies. Cuestiones V-F de Convección 1. En un gas ideal el valor del coeficiente de expansión volumétrica, β, es igual a la temperatura del gas en Kelvin. (F) 2. En el flujo sobre una placa plana existe una región de entrada y una región completamente desarrollada donde el espesor de la capa límite (boundary layer) no cambia. 3. El coeficiente de convección es proporcional al gradiente de la temperatura del fluido en la pared. (F) 4. Para que se produzca transferencia de calor por convección siempre es necesario que exista una diferencia de temperaturas entre la superficie y el fluido. (V) 5. En flujo interno las propiedades se evalúan a la temperatura de película, que es la media entre la temperatura media del fluido y la temperatura de la superficie. 6. Convección natural. El flujo que se crea cuando aire en reposo se pone en contacto con una superficie vertical más fría es descendente. (V) 7. El número de Rayleigh es igual al número de Reynolds multiplicado por el número de Prandtl. (F) 8. En convección natural pura, el número de Nusselt depende de Gr y Pr. 9. La interpretación física del número de Reynolds es el cociente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas. (V) Cuestiones de Conducción y Radiación 1. La ecuación de difusión de calor se deduce a partir de la Ley de Fourier de la conducción. 2. La distribución de temperaturas radial en las paredes de una tubería sometida a conducción unidimensional radial en régimen estacionario es lineal. 3. En un problema de conducción en régimen estacionario a través de la pared de un tubo cilíndrico no se puede usar la resistencia térmica porque el calor no es constante. 4. La efectividad de una aleta es la relación entre el calor que disipa y el calor que se disipaba sin aleta. 5. El coeficiente global de transferencia de calor es igual al inverso de la resistencia térmica total.

6. Cuando se tiene convección sobre la superficie de un sólido, en régimen estacionario, se puede decir que la temperatura de la superficie del sólido estará más alejada de la del fluido cuanto mayor sea el coeficiente de convección. 7. El calor que se transmite a través de un sistema bidimensional es inversamente proporcional a su factor de forma de conducción. 8. En un problema de conducción unidimensional transitoria, la solución analítica aproximada se puede usar cuanto más alejados estemos del instante inicial. 9. Si se extrae el aire de las cavidades que se forman al poner en contacto dos superficies rugosas la resistencia de contacto aumenta. 10. En conducción transitoria, se puede predecir que es más factible usar el método de la Resistencia Interna Despreciable cuanto menor sea el coeficiente de convección del fluido. (V) 11. Al añadir aletas a una superficie siempre, en cualquier circunstancia, se aumenta la transferencia de calor desde la superficie. 12. En un problema de conducción transitoria resuelto mediante el MDF explícito el criterio de estabilidad garantiza que la solución converja. 13. Una propiedad o magnitud de radiación es difusa cuando no depende de la longitud de onda. 14. La absortividad, α, de una superficie depende de la irradiación, G, a la que está sometida.

15. Un cuerpo negro, cuanto mayor es su temperatura, emite más cantidad de radiación a longitudes de onda altas. 1. En un caso de convección natural pura, el número de Nusselt promedio es función del número de Grashoff, del número de Reynolds y del número de Prandtl. (F) 2. El número de Prandtl es función únicamente de propiedades termofísicas. 3. Una de las aproximaciones de capa límite es que los gradientes de temperatura en dirección transversal (perpendicular a la dirección del flujo) son mucho mayores que los gradientes de temperatura en la dirección longitudinal (en la dirección del flujo) y por tanto se pueden despreciar estos últimos. (F) 4. En convección forzada el número de Nusselt promedio es función únicamente del número de Reynolds (F)

5. En la ecuación de la energía hay un término que es la disipación viscosa. Este término sólo hay que tenerlo en cuenta en flujos de convección forzada a muy bajas velocidades. 6. El número de Reynolds es el cociente entre las fuerzas inerciales y las de flotación. (V) 7. Para un mismo fluido y en régimen laminar, el coeficiente de convección normalmente es mayor en caso de convección forzada que en caso de convección natural. 8. En un problema de convección natural, la longitud característica de un cilindro tanto en posición vertical como horizontal siempre es el diámetro del tubo. 9. El número de Prandtl es el cociente entre la difusividad del momento (es decir la viscosidad cinemática) y la difusividad térmica. 10. Colocamos una placa plana dentro de un flujo de aire y calentamos la placa de manera que la temperatura superficial de la placa sea constante. Este hecho implica que el flujo de calor local a través de la superficie variará en la dirección del flujo. 11. Convección forzada en el interior de un tubo: en la región de entrada el coeficiente de convección aumenta puesto que el gradiente térmico en la pared disminuye. 12. El coeficiente de convección (h) es un número adimensional. (F) 13. En convección natural, si se coloca una placa vertical más fría que el aire en reposo que la rodea se crea una corriente ascendente debido a la diferencia de temperaturas.(V) 14. El coeficiente de convección es función únicamente de propiedades termofísicas. (F) 15. Una placa plana caliente se coloca en el interior de un fluido en movimiento. El fluido en régimen laminar tiene un número de Prandtl mayor que uno. En este caso el espesor de la capa límite hidrodinámica es mayor que el espesor de la capa límite térmica.

1. En un caso de convección natural pura, el número de Nusselt promedio es función del número de Grashoff, del número de Reynolds y del número de Prandtl. (F) 2. En convección forzada el número de Nusselt promedio es función únicamente del número de Reynolds (F)

3. El número de Reynolds es el cociente entre las fuerzas inerciales y las viscosas. (V) 4. En convección natural, si se coloca una placa vertical más fría que el aire en reposo que la rodea, se crea una corriente descendente debida a la diferencia de temperaturas. 5. Una de las aproximaciones de capa límite es que los gradientes de temperatura en dirección transversal (perpendicular a la dirección del flujo) son mucho mayores que los gradientes de temperatura en la dirección longitudinal (en la dirección del flujo) y por tanto se pueden despreciar estos últimos.(V)

6. Si tenemos un cilindro rodeado de varias capas cilíndricas de distintos materiales y estudiamos la transferencia de calor por conducción en dirección radial (debido a que la temperatura del exterior y del interior del cilindro son diferentes), siempre podemos afirmar que el flujo de calor (transferencia de calor por unidad de superficie) a través de cada una de las capas de aislantes no permanece constante. (F) 7. El número de Grashoff representa el cociente entre las fuerzas de flotación y las fuerzas inerciales.(F)

8. En un recinto cerrado, en el que las paredes laterales están aisladas, el techo se calienta a T1 y el suelo a T2, donde T1 < T2. La transferencia de calor entre el suelo y el techo se realiza por la corriente circular que se crea en este proceso de convección natural. (V) 9. Tanto la difusividad térmica (α) como la difusividad del momento o viscosidad cinemática (ν) son números adimensionales. (V) 10. En un problema de convección natural sobre una placa plana horizontal la longitud característica es el cociente entre el área de la placa y su perímetro. (V) 11. En flujo interno si el fluido que se utiliza tiene Pr T2. La transferencia de calor entre el techo y el suelo se realiza por la corriente circular que se crea en este proceso de convección natural. (V) 3. El número de Raileigh es función del número de Reynolds y del número de Prandtl. 4. Convección forzada en el interior de un tubo. En la región de entrada el coeficiente de convección aumenta puesto que el gradiente térmico en la pared disminuye. 5. El coeficiente de convección (h) es un número adimensional. (F) 6. El coeficiente de convección es función únicamente de propiedades termofísicas. (F) 7. Una de las aproximaciones de capa límite es que los gradientes de temperatura en dirección transversal (perpendicular a la dirección del flujo) son mucho mayores que los gradientes de temperatura en la dirección longitudinal (en la dirección del flujo) y por tanto se pueden despreciar estos últimos. (V)

8. El número de Prandtl es el cociente entre la difusividad del momento (es decir la viscosidad cinemática) y la difusividad térmica

Cuestiones de Conducción y Radiación 1. En general, la conductividad térmica de los sólidos es mayor que la de los líquidos. (V) 2. La difusividad térmica, α [m2/s], mide la capacidad de un material para conducir energía térmica en relación con su capacidad para almacenarla. (V) 3. En un problema de conducción en régimen estacionario a través de la pared de un tubo cilíndrico no se puede usar la resistencia térmica porque el calor no es constante. (F) 4. En una pared plana unidimensional en la que hay una generación volumétrica de calor que varía linealmente con la coordenada x, q& (x) = a·x + b, la distribución de temperaturas será cúbica, T(x) = f(x3). (V) 5. El calor es paralelo a las isotermas. (F) 6. Cuando se tiene convección sobre la superficie de un sólido, en régime estacionario, se puede decir que la temperatura de la superficie del sólido estará más alejada de la del fluido cuanto mayor sea el coeficiente de convección. 7. El calor que se transmite a través de un sistema bidimensional es inversamente proporcional a su factor de forma de conducción. 8. Al plantear un problema de conducción estacionaria mediante el MDF y al resolverlo con el método iterativo de Gauss-Seidel, siempre se obtiene una solución independientemente de los valores iniciales supuestos. 9. Al poner en contacto dos sólidos semiinfinitos a distinta temperatura, la temperatura de la intercara estará más cercana a la del sólido que tenga mayor conductividad térmica. (V) 10. En conducción transitoria, se puede predecir que es más factible usar el método de la resistencia Interna Despreciable cuanto menor sea el coeficiente de convección del fluido. (V)

11. El significado físico de los números de Biot y Nusselt es el mismo, sólo que uno se aplica en problemas de conducción y el otro en problemas de convección. (V) 12. En un problema de conducción unidimensional transitoria, la variación de temperaturas con el tiempo de cualquier punto del sólido es la misma que la del punto central. 13. Una propiedad o magnitud de radiación es difusa cuando no depende de la longitud de onda. 14. La emisividad, ε, de una superficie no depende de su temperatura. (F)

15. Con la radiosidad, J, se engloba la radiación emitida y absorbida por una superficie. Cuestiones de Conducción 1. El mecanismo de conducción predominante en los sólidos es el movimiento de traslación aleatorio de las moléculas. 2. Cuando se quiere aumentar la transferencia de calor entre dos fluidos, separados por una pared, las aletas se ponen siempre en el lado de la pared en contacto con el fluido con mayor coeficiente de convección. (V) 3. Para resolver un problema de conducción por el MDF, las ecuaciones nodales se obtienen al plantear la Ley de Fourier de la conducción. 4. Dos sistemas con los mismos números adimensionales tienen la misma solución adimensional. 5. En un problema de conducción transitoria resuelto mediante el MDF explícito el criterio de estabilidad garantiza que la solución converja. Cuestiones V-F de Convección (0,8 puntos) 1. En un caso de convección natural pura el número de Nusselt promedio es función del número de Grashoff, del número de Reynolds y del número de Prandtl. (F) 2. Placa plana. Condición de contorno: temperatura superficial constante. En este caso el flujo de calor (calor por unidad de área) varía localmente con x (la distancia desde el borde de entrada de la placa). 3. Convección forzada en el interior de un tubo. En la región de entrada el coeficiente de convección aumenta puesto que el gradiente térmico en la pared disminuye. 4. El número de Reynolds es el cociente entre las fuerzas inerciales y las de flotación. (V) 5. Flujo forzado alrededor de un cilindro. Si el número de Reynolds es elevado y se forma una capa límite turbulenta, el fluido se separará de la superficie formando una estela a un ángulo menor (es decir antes) que si se hubiese tenido un flujo laminar. 6. En convección natural, si se coloca una placa vertical más fría que el aire en reposo que la rodea se crea una corriente ascendente debido a la diferencia de temperaturas. 7. En un problema de convección natural la longitud característica de un cilindro tanto en posición vertical como horizontal siempre es el diámetro del tubo. 8. En régimen turbulento los perfiles de velocidad y temperatura en gran parte de la capa

límite son muy uniformes. (F)