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• Callizaya

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Cuestionario 1 explique el principio de la ley que rige sobre la transferencia de calor por radiación y los principales factores que intervienen en dicha trasferencia de calor. R la ley que rige sobre la trasferencia de calor es la de Stefan-boltzmann y establece que la tasa de energía de radiación de la superficie por unidad de área es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura del cuerpo y se expresa como:

q=σA T 4 Donde σ =¿constante de Stefan Boltzmann A= area de superficial T= temperatura de superficies Los factores que intervienen directamente en la transferencia de calor vienen a ser la temperatura de las superficies, el área de superficie y para experimentos interviene el factor de emisibidad ya que la radiación emitida por superficies reales es menor que le emitida por un cuerpo negro por lo que la ecuación también puede expresarse como:

q=εσA T 4 Donde ε =¿emisibidad 2 un calefactor eléctrico con área superficial total de 0.25 m^2 y una emisividad de 0.75 esta en un cuarto donde el aire tiene una temperatura de 20℃ y las paredes se encuentran a 10℃. Cuando el calefactor consume 500W de potencia eléctrica, su superficie tiene una temperatura estacionaria de 120℃. Determine la temperatura de superficie del calefactor cuando consume 700W a) si se supone radiación despreciable b) si se toma en cuenta la radiación

Datos: A= 0.25 m 2

T ∞=20 ℃ Ts(500 W )=120 ℃ Tw=10 ℃ Ts ( 7 00W )=? ? ? Qconv=hA ( Ts−T ∞ ) h=

500 W W =20 2 0.25m (120−20)℃ m ℃ 2

Determinar la temperatura de la superficie del calefactor cuando consume 700W

a) sin considerar radiación

Qconv=hA ( Ts−T ∞ ) Qconv Ts= +T ∞ hA Ts=

700W +20 ℃ 20 W 2 ∗0.25 m m2 ℃

Ts(700 W )=160 ℃ b) Considerando radiación

Q=hA ( Ts−T ∞ )+ εAσ (Ts4 −T 4 ) h=

Q−εAσ ( Ts4−T w 4) A(Ts−T ∞)

m 2∗5.67 x 10−8 w ( ( 393 K )4− (283 K ) 4 ) 2 4 m K W =12.58 2 2 0.25 m (120−20)℃ m ℃

500 W −0.75∗0.25 h=

Q=hA ( Ts−T ∞ )+ εAσ (Ts4 −T w 4 ) 700=12.58 ( 0.25 )( Ts−293 )+ ( 0.75 )( 0.25 ) ( 5.67 x 10−8 ) ( Ts 4 −( 283 K )4 ) T s(700 W )=425.9 K =152.9℃