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Ejemplo, cómo calcular la cantidad de calor

Ejemplo n° 10 de fuentes de energía

Ejemplo n° 10

¿Qué cantidad de calor se perderá de un recipiente que contiene 500 cm³ de agua a 70 °C durante 45 min? Si la temperatura ambiente es de 18 °C y el recipiente esta recubierto de poliestireno expandido de 9,52 mm de espesor. λ = 0,03 kcal/h·m·°C

Desarrollo

Datos:

d = 7,6 cm = 0,076 m

h = 19,5 cm = 0,195 m

e = 9,52 mm = 0,00952 m

ti = 70 °C

te = 18 °C

V = 500 cm³

T = 45 min

λ = 0,03 kcal/h·m·°C

Fórmulas:

Superficie exterior:

A = π·d·h +π·d²
4
H =A·λ·Δt
e

Q = m·ce·(tf - ti)

Esquema:

Cálculo de la pérdida de calor de un recipiente
Cálculo de la pérdida de calor de un recipiente

Solución

A = π·d·h +π·d²
4
A = 3,14·7,6 cm·19,5 cm +3,14·(7,6 cm)²
4

A = 556,03 cm²

A = 0,055603 m²

Δt = tf - ti

Δt = 70 °C - 18 °C

Δt = 52 °C

H =A·λ·Δt
e
H =0,055603 m²·0,03 cal/m²·h·°C·52 °C
0,00952 m

H = 9,11 kcal/h

H* = 9,11 kcal/h·0,75 h

Resultado, la cantidad de calor que se perderá del recipiente es:

H* = 6,83 kcal

Hallar la temperatura final a los 45 minutos.

Δt =-Q
m·ce

* es negativa debido a que pierde T

Δt = ti - te =-Q
m·ce
ti = te -Q
m·ce
ti = 70 °C -6,83 kcal
0,5 kg·1 kcal/kg·°C

Resultado, la temperatura final del agua luego de 45 minutos es:

ti = 56,33 °C

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Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

San Martín. Buenos Aires. Argentina.

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