Otras carreras Problemas de convección

[DaviaZ]

Hola buena gente, hay alguien que me pueda ayudar con este problema:

Una ventana cuadrada de vidrio de 1m2 de area (A) y 5 mm de espesor (e), fluye calor a razon de 1600 cal/seg, siendo la temperatura interior de 15 °C y exterior de 25°C. Si la temperatura exterior aumenta a 35°C. Por cual de las siguientes ventanas la cambiaria para mantener el mismo flujo de calor?
a. A=1 e=2,5 b. A=1 e=7,5 c.A=0.5 e=2.5 d.A=0.75 e=4.5 e. A=5 e=4.5 f.A=0.75 e=7.5

Me surge una primera duda con los datos que da este ejercicio : da también A y e junto con la diferencia de temperatura iniciales, pero si lo coloco todo en la formula para hallar el flujo, y le sumo el dato de tabla del vidrio que es de 0,84J/s.m.°C no me da 1600 cal/seg por que será? En el caso de que tenga que calcular la constante esta me da 0,8 cal/s.m.°C, muy diferente a la verdadera para el vidrio.

Aparte de esta duda, tengo datos considerando la constante una incognita, para armar un sistema de ecuaciones y cancelarla, pudiendo hallar la relacion de A2/e2, pero ninguna me coincide con alguna de las relaciones mencionadas. Haciendo otra consideración, sin considerar la primera A y e dadas, despejo A/e = H(1600cal/s a J)/una diferencia de temperatura(25+35-15)x0,84J/.. y esto me da cercano a 177, la relación que mas se acerca a eso es la de con un valor de 166. Bueno gracias.

[DaviaZ]

Re: Problemas de convección

Tengo también un problema de este tipo: Una bombilla de luz de 100W genera 95 W de calor, que se disipa a través del bulbo de vidrio que tiene un radio de 3 cm con un espesor de 1 mm
Cual es la diferencia entre las superficies externas e interna del vidrio?

Inicialmente hago bien en decir que genera 5 W en forma de radiación luminica? Es decir que sería la radiación por unidad de tiempo?, de esto quería luego pudiendo sacar una superficie, y la formula de radiación R=e.A.constante.T4 sacar una temperatura interna pero en eso me di cuenta que no tengo la emisividad. Como debo plantear el ejercicio?

[Al2000]

Re: Problemas de convección

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Una ventana cuadrada de vidrio de 1m2 de area (A) y 5 mm de espesor (e), fluye calor a razon de 1600 cal/seg, siendo la temperatura interior de 15 °C y exterior de 25°C. Si la temperatura exterior aumenta a 35°C. Por cual de las siguientes ventanas la cambiaria para mantener el mismo flujo de calor?
a. A=1 e=2,5 b. A=1 e=7,5 c.A=0.5 e=2.5 d.A=0.75 e=4.5 e. A=5 e=4.5 f.A=0.75 e=7.5
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Fíjate que la diferencia de temperaturas se duplicó. Si quieres mantener el mismo flujo de calor reduce el área a la mitad, duplica el espesor o cambia el material por uno con la mitad de conductividad térmica. Como la última opción no es viable, solo te queda reducir a la mitad la razón A/e.

Saludos,

Al

[Al2000]

Re: Problemas de convección

Tengo también un problema de este tipo: Una bombilla de luz de 100W genera 95 W de calor, que se disipa a través del bulbo de vidrio que tiene un radio de 3 cm con un espesor de 1 mm
Cual es la diferencia entre las superficies externas e interna del vidrio?
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No creo que cometas mucho error si consideras es flujo de calor como si se tratase de la conducción a través de una superficie plana de vidrio de área 4 pi R^2 con el espesor dado y con un flujo de calor de 95 W. Tienes todos los datos para hallar la diferencis de temperaturas.

Saludos,

Al

[DaviaZ]

Re: Problemas de convección

Hola Al, gracias por contestarme siempre !, en realidad en el primer ejercicio acabo de darme cuenta que habia leído mal, interprete que se le aumentaba la temperatura en 35 °C y entonces tomaba como 60 la temperatura final, por eso no me daban las cuentas. Ahora si me da. El de la bombilla me tiene que dar 10°C pero me da como 40°C la cuenta que hago es H=k.A.dT/e , de ahi despejo el delta T, H=95 W k uso la del vidrio 0,84, A= 0,03 al cuadrado por pi y e 1x10´-1 Hay algo mal?

[Al2000]

Re: Problemas de convección

Hola Al, gracias por contestarme siempre !, en realidad en el primer ejercicio acabo de darme cuenta que habia leído mal, interprete que se le aumentaba la temperatura en 35 °C y entonces tomaba como 60 la temperatura final, por eso no me daban las cuentas. Ahora si me da. El de la bombilla me tiene que dar 10°C pero me da como 40°C la cuenta que hago es H=k.A.dT/e , de ahi despejo el delta T, H=95 W k uso la del vidrio 0,84, A= 0,03 al cuadrado por pi y e 1x10´-1 Hay algo mal?

Supongo que la diferencia estriba en el valor de la conductividad térmica. Usando el valor que trae uno de mis venerables libros de Física ($\dst k_\text {vidrio}=\notcien 2 {-4} \,\mathrm{\frac {kcal}{s \, m \, \°C}}$) obtengo el valor de 10.03 °C.

Saludos,

Al

[DaviaZ]

Re: Problemas de convección

Pero estas haciendo los pasajes necesarios? Por que los W=J/s, no podrías dividirlo con Kcal, por eso 2x10-4 Kcal pasado a Joule es 0,84.

[Al2000]

Re: Problemas de convección

Que tonto yo, no me fijé en la equivalencia. Entonces el error debe ser que no es un error de tipeo cuando pusiste A= 0,03 al cuadrado por pi El área de la esfera es 4 pi R^2.

Saludos,

Al

[DaviaZ]

Re: Problemas de convección

Ahh me acabo de dar cuenta gracias, yo sacaba el area de una circunferencia pi por r^2, tengo que tener cuidado con eso jeje, bueno ayer rendi el examen de fisica, veremos si sigo con mi buena racha de 10!.

David