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CALOR Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA - Problema 9

 Un recipiente de aluminio de 300g contiene 200g de agua a 10º C. Si se vierten 100 g más de agua, pero a 100º C, calcular la temperatura final de equilibrio del sistema. R: 34.6º C.
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Problema 2 Sistemas transitorios Bi y Tridimensionales

Un disco hecho con 0.5% de acero, cuyo diámetro es de 12 pulgadas y con un espesor de 4 pulgadas, se encuentra a una temperatura inicial de 500°F, y se sumerge en un líquido cuya temperatura es de 0°F, de tal suerte que los coeficientes convectivos de transferencia de calor en los extremos y el lado del cilindro son de 60 Btu/h-pie²°F y 250 Btu/h-pie²°F, respectivamente. Cuál es la temperatura en el centro del disco y en el centro de la superficie de uno de los extremos después de transcurridos cinco minutos?

Solución:

Datos:   Un disco hecho con 0.5% de acero, cuyo diámetro es de 12 pulgadas y que tiene un espesor de 4 pulgadas, está inicialmente a una temperatura To = 500°F. El disco se sumerge en un líquido cuya temperatura es de 0°F y tal que los coeficientes convectivos de transferencia de calor en los extremos y en la superficie cilindrica son h(extremos = 60 Btu/h-pie²°F y hlado =  250 Btu/h-pie²°F, respectivamente.





Comentarios: Los cálculos realizaros muestran que, después de cinco minutos, el centro tiene una temperatura de 208°F y los extremos se encuentran a 179°F. Observe que si el coeficiente de transferencia de calor en los extremos y en la superficie cilíndrica se intercambian, las respuestas cambian de modo significativo. El lector interesado en trabajar de nuevo este problema intercambiando los valores de ha, encontrará que T(0,0,t) = 108°F y T(0, 2 pulg, cinco min) = 61.6°F
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