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CALOR LATENTE Y CAMBIOS DE ESTADO - Ebullición. Ejemplo

 Calcular la cantidad de vapor de agua inicialmente a 130º C, que se requiere para calentar 200g de agua en un envase de vidrio de 100 g, desde 20º C hasta 50º C. Solución: es un problema de intercambio de calor donde se debe igualar el calor perdido por el vapor de agua al enfriarse hasta 50º C, con el calor ganado por el envase y el agua al calentarse hasta 50º C. Sea mX la masa de vapor desconocida. 1º) enfriamiento del vapor de agua desde 130º C hasta 100º C, hay cambio de temperatura y el calor sensible Q1 liberado en este proceso es:  2º) condensación del vapor de agua en agua líquida a 100º C, no hay cambio de temperatura, pero hay cambio de fase y se libera calor latente Q2: 3º) enfriamiento del agua desde 100º C hasta 50º C, hay cambio de temperatura y el calor sensible Q3 liberado en este proceso es: 4º) calor que gana el agua del envase para aumentar su temperatura desde 20º C hasta 50º C, hay cambio de temperatura y el calor sensible Q4 ganado en este proceso es: 5º) calor
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Sistemas con resistencia interna despreciable (III)

Los sistemas analizar se limitan a aquiellos que están a una temperatura uniforme inicial dada, To,  a través de todo el sistema y que se encuentran colocados en un nuevo medio ambiente a una temperatura constante T(infinito). Además, el coeficiente convectivo de transferencia de calor entre el sólido y el nuevo ambiente h, y es constante, y la razón entre la resistencia externa y la resistencia interna del sistema es grande.

Se introduce un número sin dimensiones, llamado número de Biot, con el fin de determinar la validez del enfoque del parámetro en bulto. El número de Biot es la razón entre la resistencia interna y la resistencia externa. En consecuencia, un número de Biot pequeño indica un valor bajo de la resistencia interna en relación con la resistencia externa, y por lo tanto satisface el prerrequisito para considerarle como un sistema de resistencia interna despreciable. Al escribir el número de Biot observamos que:



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Conducción radial de calor a través de una esfera hueca

Además del problema de la pared plana, hay otros dos problemas básicos unidimensionales  de estado estacionario que consideramos: Dichos problemas son el caso de un cilindro hueco tan largo que las pérdidas en los extremos son desperciables, o bien que sus extremos se encuentran aisladas para evitar pérdida y, además, el caso de una esfera hueca. En ambos problemas, se mantiene constante la temperatura de las superficies interior y exterior. En primer lugar, considere la esfera hueca, como se aprecia en esta figura. Atacamos este problema haciendo un balance de energía en un elemento diferencial de volumen, con el fin de determinar la ecuación diferencial apropiada. Observando que la conducción térmica es constante, que existen condiciones de estado estacionario y que no hay fuentes de calor, escribimos el balance de energía:
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Problema Radio Critico de Aislamiento

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Ejemplo 2: CAPACIDAD CALORICA Y CALOR ESPECIFICO

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Sistemas con resistencia interna despreciable (I)

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