- 18 May 2013, 18:57
#322510
Hola, tengo una asignatura llamada ingeniería térmica que se da en dos partes: termodinámica y transferencia de calor.
En la parte de transferencia de calor estoy tratando de comprender la solución que tengo de un problema y me doy cuenta que no sé que es la potencia térmica
¿Se mide en w o en julios? Yo diría que en w, pero ya no estoy seguro...
Tengo la solución de este problema y entiendo el apartado a) que te piden T(t) luego en el apartado b) despejas t para T = 50 º C.
Pero entonces en el apartado d) me hago un lío...
Al estar hablando de un fenómeno de convección térmica manejo la fórmula:
h = ΔQ/(A*ΔT*Δt)
h: Coeficciente de convección
ΔQ: Diferencia de Q
A: Área
ΔT: diferencia de Temperatura
Δt: diferencia de tiempo
teniendo en cuenta que tengo T(t) y basado en la fórmula anterior pongo que: Q(t) = h*A*T(t)*t.
Si la potencia por definición es P = dw/dt, entonces si quiero tener P(t) supongo que tendré que derivar la expresión anterior, Q(t). ¿no?, creo que P(t) = dQ(t)/dt ¿No es esto correcto?
Lo que hace mi profesor (que por cierto, no me contestan los correos) es integrar en vez de derivar.
Os agradecería cualquier comentario que me ayude a clarificar esta duda conceptual.
Muchas gracias por vuestra atención.
Abajo Os dejo el enunciado del problema:
Una esfera maciza de acero con un diámetro de 1cm y que se encuentra inicialmente a una temperatura de 15ºC, se coloca en una corriente de aire a 60ºC.
a. Determine la variación de la temperatura media de dicha esfera en función del tiempo de inmersión en dicha corriente, caracterizada por un coeficiente de flujo convectivo de calor de 2000W/(m 2 ·ºC).
b. Calcule el tiempo necesario para que la esfera alcance una temperatura de 50ºC.
c. Determine cómo varía con el tiempo la potencia térmica transferida a la esfera y calcule el valor de dicha potencia cuando la esfera se halla a 50ºC.
d. Determine cómo varía con el tiempo la energía térmica transferida a la esfera desde el principio del proceso y calcule el valor de dicha energía acumulada cuando la esfera se halle a 50ºC.
e. ¿Ha comprobado las hipótesis realizadas? En caso contrario, compruebe que las ecuaciones utilizadas son aplicables a este problema y proporcione un orden de magnitud para la diferencia de temperaturas en el interior de la esfera.
Datos adicionales: Conductividad térmica del acero: k = 63,9W/(m·ºC). Densidad del acero: ρ = 7.832 kg/m 3 . Capacidad térmica del acero: c = 434J/(kg·ºC).
Solucion numérica:Resultados: 4.26s; 6.28W; 62.3J;
ΔT < 0.07ºC
En la parte de transferencia de calor estoy tratando de comprender la solución que tengo de un problema y me doy cuenta que no sé que es la potencia térmica
¿Se mide en w o en julios? Yo diría que en w, pero ya no estoy seguro...
Tengo la solución de este problema y entiendo el apartado a) que te piden T(t) luego en el apartado b) despejas t para T = 50 º C.
Pero entonces en el apartado d) me hago un lío...
Al estar hablando de un fenómeno de convección térmica manejo la fórmula:
h = ΔQ/(A*ΔT*Δt)
h: Coeficciente de convección
ΔQ: Diferencia de Q
A: Área
ΔT: diferencia de Temperatura
Δt: diferencia de tiempo
teniendo en cuenta que tengo T(t) y basado en la fórmula anterior pongo que: Q(t) = h*A*T(t)*t.
Si la potencia por definición es P = dw/dt, entonces si quiero tener P(t) supongo que tendré que derivar la expresión anterior, Q(t). ¿no?, creo que P(t) = dQ(t)/dt ¿No es esto correcto?
Lo que hace mi profesor (que por cierto, no me contestan los correos) es integrar en vez de derivar.
Os agradecería cualquier comentario que me ayude a clarificar esta duda conceptual.
Muchas gracias por vuestra atención.
Abajo Os dejo el enunciado del problema:
Una esfera maciza de acero con un diámetro de 1cm y que se encuentra inicialmente a una temperatura de 15ºC, se coloca en una corriente de aire a 60ºC.
a. Determine la variación de la temperatura media de dicha esfera en función del tiempo de inmersión en dicha corriente, caracterizada por un coeficiente de flujo convectivo de calor de 2000W/(m 2 ·ºC).
b. Calcule el tiempo necesario para que la esfera alcance una temperatura de 50ºC.
c. Determine cómo varía con el tiempo la potencia térmica transferida a la esfera y calcule el valor de dicha potencia cuando la esfera se halla a 50ºC.
d. Determine cómo varía con el tiempo la energía térmica transferida a la esfera desde el principio del proceso y calcule el valor de dicha energía acumulada cuando la esfera se halle a 50ºC.
e. ¿Ha comprobado las hipótesis realizadas? En caso contrario, compruebe que las ecuaciones utilizadas son aplicables a este problema y proporcione un orden de magnitud para la diferencia de temperaturas en el interior de la esfera.
Datos adicionales: Conductividad térmica del acero: k = 63,9W/(m·ºC). Densidad del acero: ρ = 7.832 kg/m 3 . Capacidad térmica del acero: c = 434J/(kg·ºC).
Solucion numérica:Resultados: 4.26s; 6.28W; 62.3J;
ΔT < 0.07ºC
