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.
En un problema típico de transferencia de calor por convección para flujo a través de un tubo, estamos interesados en determinar el coeficiente de transferencia de calor, h, a lo largo de la pared del tubo. La ecuación (8-3) nos dice que esto se puede lograr sí es posible determinar la distribución de temperatura en el fluido que está fluyendo. Esto necesita de la aplicación del principio de conservación de la energía, para obtener una ecuación diferencial apropiada que gobierne el proceso. Cuando se resuelva esta ecuación, sujeta a condiciones en la frontera adecuadas al problema, obtendremos la distribución de temperatura dentro del fluido y, en particular, el gradiente de temperatura de la pared.
Una posible condición término en la frontera para el problema presente, puede ser la de que la pared del tubo recibe un flujo de calor unitario uniforme. Dicha condición surge en calentamientos por radiación, calentamientos por medio de resistencia eléctricas y en itercambiadores de calor de contra-flujo, donde el producto de la razón de flujo de masa y el calor específico es igual para los fluidos calientes y friós. Otra posible condición en la frontera es aquella en que la superficie del tubo se mantiene a una temperatura uniforme. El análisis para la última condición es más complejo que para la condición de flujo de calor unitario uniforme. Por lo tanto, nos restringiremos a la condición de flujo de calor unitario uniforme. Antes de pasar al análisis, es conveniente definir la temperatura en bulto de un fluido e introducir el concepto de un perfil de temperatura desarrollado.
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