Taller de resolución de ejercicios Conductividad térmica

Taller de resolución de ejercicios

Conductividad térmica

1.- Una habitación de construcción sólida cuyas paredes poseen un espesor de 15 cm y las dimensiones son 4m de frente, 8 m de fondo y 2,5 m de alto. Se desea mantener una temperatura de 30° en el interior, cuando en el exterior la temperatura es de 0°C  sabiendo que el coef. de conductividad térmica del muro es de 0,015 en unidades cgs, determine la potencia mínima  (en Kwatt) del sistema de calefacción para mantener la temperatura señalada al interior. Desprecie el flujo de calor por el piso y por el techo de la habitación.  (R: 75,3 Kwatt)

2.- Una barra de 2m de longitud está formada por un núcleo macizo de acero (0,12) de 1 cm de diámetro, rodeado de una envoltura de cobre (0,92), ambas en unidades CGS,  cuyo diámetro exterior es de 2 cm. La superficie de la barra se encuentra aislada térmicamente; uno de sus extremos se mantiene a 100°C y el otro a 0°C. Determine la corriente calorífica total de la barra, y la fracción transportada por cada porción.(R: 1,13 cal/seg; 4 y 96%).

3.- Un procedimiento experimental para medir la conductividad térmica de un material aislante consiste en construir una caja de este material y medir la potencia suministrada a un calentador eléctrico colocado dentro de la caja, para mantener una diferencia conocida de temperaturas entre el interior y el exterior. Suponga que el aparato requiere un suministro de potencia de 1200 watt para mantener el interior a una temperatura de 65 °C por encima de la temperatura exterior. El área total de la caja  es de 22500 cm2 y el espesor de la pared es de 3,75 cm. Determine el coef. de conductividad térmica del material en unidades cgs. (R:7,4 x 10-4).

4.- Un recipiente para calentar agua, posee el fondo de acero de 1,5 cm de espesor y descansa sobre una plancha de un horno. El área del fondo es de 1500 cm2. En el interior del hervidor el agua se encuentra a 100 °C, evaporándose 750 gr de agua cada 5 min. Determine la t° de la superficie inferior del hervidor, que está en contacto con el horno.         (R:111 °C)

5.- Una pared de hormigón (K= 0,002) de 15 cm de espesor, cuya área es de  10 m2 se forra interiormente con una placa de corcho (K= 0,0001) de 5 cm de espesor, con el propósito de mantener en el interior una temperatura ambiente de 20 °C cuando en el exterior esta sea de 0 °C. Si los valores de K están en unidades cgs, determine:

a) la temperatura en el punto de separación entre la placa de corcho y la pared. (R: 2,6 °C)

b) el flujo de calor hacia el exterior. (R: 34,7 cal/s)

...