Mecanismo de transferencia de calor
Jarayag4Examen2 de Septiembre de 2022
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DESARROLLO
1.Complete la siguiente tabla, identificando el mecanismo de transferencia de calor y la justificación de su elección. Justifique con sus propias palabras.
Situación | Mecanismo de transferencia de calor | Justificación |
Calentar el agua en una olla a temperatura constante | Transferencia por convección | Al aplicarle temperatura constante a la olla el agua aumenta su temperatura y esta hace que la masa de agua que esta mas expuesta a la fuente de calor hace que haciende a la superficie y la masa de agua que tiene menor temperatura hace que descienda, luego de un tiempo determinado toda la masa de agua que contiene la olla alcanzara una temperatura uniforme, esta puede llegar al punto de ebullición (100° C.) |
Temperar una habitación con un radiador de pared | Convección | En este es un fenómeno que ocurre con los gases de la habitación donde la masa de aire que es calentada asciende a la parte superior de la habitación y la masa de aire más fría descienda, así a su vez es calentada por el radiador y volviendo a ascender. Así se puede convertir en un ciclo |
Calentamiento de una cuchara que se encuentra sumergida en el café | Conducción | La cuchara al estar sumergida en el café que esta a mayor temperatura, la cuchara absorbe el calor rápidamente ya que al ser metálica es un buen conductor de calor. |
2. Leonardo es el nuevo operario de un taller de metales y se le ha encargado diseñar, por medio de un tratamiento de temperatura en horno, una pieza de hierro de masa m= 7[Kg].Antes de ser ingresada al horno, este operario, registra su temperatura de ingreso en 25[°C].Con respecto a esta situación, determine:
a) Determine cuánta energía deberá suministrar el horno a la placa para que esta pieza de hierro alcance los 150[°C].
Respuesta:
Datos
M= 7Kg.
T° ingreso= 25°C
T° salida = 150° C
Cₑ hierro= 460 (1/Kg. * C°)
Q= ?
Formula aplicada
Q= Cₑ * m * ΔT°
Q= 460 * 7 *125°C
Q= 3220 * 125
Q= 403.500 J
Respuesta:
La energía que debe suministrar el horno para calentar la placa es de 402.500 J
B) Considerando que Leonardo saca la pieza del horno y la desea enfriar de forma eficiente, ¿sería conveniente que Leonardo enfrié la pieza de acero con agua? ¿Por qué? Justifique con sus propias palabras.
Respuesta
Según lo que he podido observar a los maestros que trabajan con piezas en caliente en minería, y tomando lo referido en la pregunta 1, la pieza de hierro no fue expuesta a grandes temperaturas (150°C), si se podría enfriar con agua, de lo contrario si un metal fuese expuesto a grandes temperaturas tendría que enfriarse con aceite para que no pierda su dureza, esto se ocupa en las piezas de desgaste de las maquinarias de movimiento de tierra.
Si se pudiera enfriar con agua
3. Describa los 3 mecanismos de trasferencia de calor analizados en esta semana por medio de 3 ejemplos que pueda evidenciar en su trabajo u hogar.
Mecanismo de transferencia | Ejemplo |
Convección | En mi hogar contamos con un calefactor de aire eléctrico, el cual permite calentar toda la habitación, él toma el aire frio por su parte posterior, lo fuerza a pasar por una resistencia eléctrica lo cual esta a muy alta temperatura es así donde que el aire sale por la parte frontal de calefactor, produciendo una masa de aire caliente el cual asciende a la parte superior de la habitación, desplazando a la masa de aire fría u esta desciende y a su vez es forzada a entrar al calefactor repitiendo el ciclo. |
Radiación | En mi hogar se cuenta con hormo microondas, el cual a través de ondas de radiación electromagnéticas a baja frecuencia generadas por el horno. Cuando se coloca alimentos en el microondas, estas absorben la energía proporcionada por las microondas y estas se calientan. |
convección | En mi hogar tenemos tetera, la tetera al entrar en contacto con la llama de la cocina esta emana calor y a su vez la masa de agua que esta mas expuesta al calor esta se calienta y asciende a la parte superior de la tetera y la masa de agua que esta en la parte superior esta con menor temperatura y es desplazada hacia abajo por la masa de agua mas caliente, esta agua baja y se calienta y asciende, cumpliendo el ciclo, después de un tiempo toda el agua que esta en la tetera alcanza el punto de ebullición que es de 100° C. |
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