Se enfría un bloque de 40 gr de hielo hasta -50º C. Luego se agrega a 500 gr de agua en un calorímetro de 75 gr de cobre a una temperatura de 25º C. Calcular la temperatura final de la mezcla. Si no se funde todo el hielo, calcular cuanto hielo queda.
Para determinar la distribución de temperatura radial en una esfera sólida con temperatura inicial. To, y situada en un medio ambiente convectivo, es posible usar soluciones analiticas o por cartas si Bi > 0.1. La solución analítica es compleja también y contiene soluciones de Legendre en sus expresiones. Por lo tanto, usamos una vez más, soluciones por cartas en el texto. La figura 4-10 nos da la temperatura en el centro para una esfera de radio ro. La figura 4-11 nos da la temperatura en otras posiciones radiales y la figura 4-12 nos da la pérdida de calor sin dimensiones. Estas cartas radiales se usan de la misma manera que las dadas para la pared plana y el cilindro infinito.
Como vemos en la tabla 4-1, la longitud caracteristica para una esfera es (ro/3), por lo tanto el número de Biot para nuestros fines se define como (hro/3k).
En todas las soluciones por cartas que se presentan, siempre que el recíproco del número de Biot (k/hLc) es igual a cero en un problema dado, esta situación corresponde a un valor dado de h → ∞ 0 al caso en que la temperatura en la superficie del cuerpo se eleva inmediatamente a al temperatura T∞, del fluido que lo rodea en el tiempo t, igual a cero. Por otra parte, si la cantidad (k/hLc) es muy grande y tiende a infinito, tenemos el caso en que h → 0, o la situación en que la superficie está térmicamente aislada.
Comentarios
Publicar un comentario