Semana 5 de fisica

Título del Control

Calor

Nombre Alumno

Nombre Asignatura

Física

Instituto IACC

11 de febrero de 2018

Desarrollo

• Ejercicio 1:

Determine la cantidad de calorías necesarias para elevar 5.5 litros de agua desde 22° [C] hasta 84° [C].

Si con una caloría sube un grado un gramo de agua, entonces, se necesitan 5500 calorías para subir un grado los 5500 gramos de agua. Ahora bien, entre 22° [C] y 84° [C], hay 62° [C], por lo tanto, se necesitan 62 x 5500 calorías

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• Ejercicio 2:

Una barra Hierro de 𝑚 = 2.8 [kg] aumenta su temperatura dentro del horno desde los 𝑇 = 33° [C] hasta los 𝑇 = 438° [C]. Determine la cantidad de calor transferido al hierro.

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• Ejercicio 3:

Una técnica muy antigua para aumentar la dureza de los metales era templarlos. Esta técnica consiste en calentar los metales a una temperatura muy elevada y bruscamente enfriarlos, sumergiéndolos en agua fría. Consideremos una espada de hierro de 𝑚 = 1.2 [kg] puesta al fuego hasta alcanzar una temperatura 𝑇 = 620° [C], que luego se sumerge rápidamente a una tinaja con 8 litros de agua (𝑚 = 8.0 [kg]). Después de unos segundos, el agua y el hierro alcanzan la misma temperatura. Determine el valor de esta temperatura.

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Hierro

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Agua

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• Ejercicio 4

Cite un ejemplo, a nivel industrial, donde se encuentre relacionado el calor y la temperatura y los mecanismos de transmisión de calor, es decir, la conducción, convección y radiación.  Recuerde que debe ser explicado con los términos físicos adecuados.  

En primer lugar debemos hacer la diferenciación entre calor y temperatura, que aunque están relacionadas, tienen definiciones distintas, la temperatura se refiere a la medida de agitación de las partículas que forman un material, en cambio el calor es la forma que los materiales intercambian energía.

Un buen ejemplo en la relación de las aplicaciones de los mecanismos de transmisión o transferencia de calor se encuentra en la industria alimentaria, tales como los intercambiadores de calor, donde la energía térmica se transfiere de un cuerpo o corriente de fluido a otro, como las calderas, pasteurizadoras, calentadores de aire, cocinas, hornos, etc.

La aplicación general de transferencia de calor, q = UA  D  T

Existen intercambiadores de calor de flujo continuo, que son utilizados cuando uno o ambos de los intercambiadores de calor son fluidos, fluyendo continuamente a través de los equipos y la adquisición o abandono de calor de paso.

Jacketed Pans (recipiente con camisa): donde el líquido a calentar está en un recipiente que en algunos casos cuenta con un agitador para mantener dicho líquido en movimiento a travésde la transferencia de calor de la superficie.

Serpentines de calentamiento sumergidos en líquidos:

En algunos procesos de alimentos, se requieren un calentamiento rápido en la sartén, como por ejemplo, la cocción de los confites, en este caso, una bobina helicoidal puede ser instalado dentro de la olla y el vapor admitido a la bobina, esto puede dar una mayor velocidad de transferencia de calor.

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