TERMODINMICA II ING. MAQ. Y VEHCULOS AUTOMOTRICES

TRABAJO FINAL Nombre: ________________________________//__________________________Curso:______ Puntaje: 100/______ Nota______

Instrucciones: Realice el trabajo en hojas de carta, no se aceptar en hojas de cuaderno. 1.-Un flujo de calor de 3 kW se conduce a travs de una seccin de un material aislante de rea de seccin transversal 10 m2 y espesor 2.5 cm. Si la temperatura de la superficie interna (caliente) es de 415C y la conductividad trmica del material es 0.2 W/mK, cul es la temperatura de la superficie externa? (10 puntos) 2.- Una pared de concreto, que tiene un rea superficial de 20 m2 y 0.30 m de espesor, separa el aire acondicionado de una habitacin del aire ambiental. La temperatura de la superficie interna de la pared se mantiene a 25C, y la conductividad trmica del concreto es 1 W/mK. (a) Determine la prdida de calor a travs de la pared para temperaturas ambientes en el rango de -15C a 38C, que corresponden a extremos de invierno y verano, respectivamente. (10 puntos) 3.- Las temperaturas de las superficies interna y externa de una ventana de vidrio de 5 mm de espesor son 15 y 5C. Cul es la prdida de calor a travs de una ventana que mide 1 m 3 m de lado? La conductividad trmica del vidrio es 1.4 W/mK. (10 puntos) 4.-Si por conduccin se transfieren 3KW a travs de un material aislante de 1 m

2 de seccin recta,

2,5 cm de espesor y cuya conductividad trmica puede tomarse igual a 0,2 W/m C, calclese la diferencia de temperatura entre las caras del material. (10 puntos) 5.-Un pequeo calentador radiante tiene tiras de metal de 6 mm de anchura con una longitud total de 3 m. La emisividad de la superficie de las tiras es 0,85. A qu temperatura habr que calentar las tiras si tienen que disipar 1600 W de calor a una habitacin a 25 C. (10 puntos) 6.- Se desea construir un almacn refrigerado con una capa interna de 20 mm de madera de pino, una capa intermedia de corcho prensado y una capa externa de 52 mm de concreto. La temperatura de la pared interior es -18C y la de la superficie exterior, 30C en el concreto. Las conductividades promedio son, para el pino, 0,151; para el corcho 0,0433; y para el concreto 0,762 W/m-K. El rea superficial total interna que se debe usar en los clculos es aproximadamente 50 m (omitiendo las esquinas y los efectos de los extremos). Qu espesor de corcho prensado se necesita para mantener la prdida de calor en 550 W? (20 puntos) 7.-Un alambre de cobre (k = 401 W/m C) de 2mm de dimetro y 10 m de longitud est forrado con una cubierta de plstico (k = 0,15 W/m C) de 1 mm de espesor. Algunas mediciones elctricas indican que una corriente elctrica directa de 10 A causa una cada de voltaje igual a 8 Voltios. Todo el conductor est expuesto al aire ambiente cuta temperatura es de 30 C con un coeficiente convectivo de 18 W/m

2 C. Sabiendo que Q = V * I (Watt), calcule:

a) La temperatura de la interfase entre el alambre y el plstico. b) Si se suplica el espesor de la cubierta de plstico, indique si la temperatura en la interfase aumenta, disminuye o permanece constante. Compruebe utilizando radio crtico de aislamiento. (30 puntos)