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Universidad Abierta y a Distancia de México

Karen Reyes Villarreal Matrícula: AS162015211 Materia: Fenómenos de transporte Carrera: Ing. en Biotecnología Actividad: Actividad 2 Unidad 2 Fecha de elaboración: 24 de octubre de 2018

2. Realizar los siguientes problemas 1.- Dos depósitos de calor con temperaturas respectivas de 325 y 275 K se ponen en contacto mediante una varilla de hierro de 200 cm de longitud y 24cm^2 de sección transversal. Calcular el flujo de calor entre los depósitos cuando el sistema alcanza su estado estacionario. La conductividad térmica del hierro a 25ºC es 0.804 J/Kcm s. Primero obtenemos un perfil lineal del estado estacionario: dT/dz = ΔT/Δz = T2 - T1 / z2 - z1 = 275-325/200 = -0.25 K cm^-1 Ahora sustituimos en la ley de Fourier dQ/dt = -k A (dT/dz) = -(0.804 J K ^-1 cm ^-1 s ^-1)(24cm^2)(-0.25K cm ^-1) = 4.824 J s^-1 2.- Una barra de 8 cm de longitud está formada por un núcleo macizo de acero de 1 cm de diámetro, rodeado de una envoltura de cobre cuyo diámetro exterior es de 2 cm. La superficie de la barra está aislada térmicamente. Uno de los extremos se mantiene a 100°C y el otro a 0°C. Determinar la corriente calorífica total de la barra. Datos: kacero = 0.12 cal/s cm °C; kCu = 0.92 cal/s cm °C.

- 100º C

- 0º C

El sentido de la corriente calorífica fluye del extremo con mayor temperatura al de menor. a) Para el acero: c1 = Q1/t = k1A1(ΔT/Δx) = 0.12(3.1416)(0.25cm^2 x 100ºC) cal / 8 s.cm^2 ºC c1 = 1.175 cal/s b) Para el cobre: c2 = Q2/t = k2 A2 (ΔT/Δx) = 0.92(3.1416)(1-0.25) x 100 cal / 8 s

c2= 27.1 cal/s c total = 27.1 + 1.175 = 28.27 cal/S Mediante un diagrama de la barra muestre el sentido de la corriente calorífica. A cual de los siguientes datos corresponde el resultado. a) b) c) d) e)

45.24 cal/s 27.09 cal/s 113.60 cal/s 1.18 cal/s 28.27 cal/s

3,- Un calentador eléctrico de 1 kW tiene resistencias calefactoras que están “al rojo” a 900°C. Suponiendo que el 100% de la potencia útil se deba a la radiación y que las resistencias actúen como cuerpos negros, hallar el área efectiva de la superficie radiante. Considerar que la temperatura ambiente es de 20°C. P = e . constante de Stefan (σ) . A . T^4 T = 1173º K T0 = 293º K T = T^4 - T 0 ^4 A = P / σ (T^4 - T 0 ^4) A = 1000 W / 5.67 x 10^-8 ( 1173^4 - 293^4) = A = 9.35 x 10^-3 cm^2

Bibliografía •

S/A (2018) UNADM, Transporte de energía, Recuperado el 24 de octubre de 2018 de: https://unadmexico.blackboard.com/bbcswebdav/institution/DCSBA/Bloque%202/BT/04/BF DE_260717/U2/Unidad2.Transportedeenergia.pdf