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Solución del ejemplo n° 10 de calor. Problema resuelto.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:
A = π·d·h + π·d²/4 (superficie exterior)
H = A·λ·Δt/e
Q = m·ce·(tf - ti)
Esquema:
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 m²/0,00952 m)·(0,03 cal/m²·h·°C)·52 °C
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
Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)
San Martín. Buenos Aires. Argentina.
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