UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD INGENIERÍA QUÍMICA Deber de Fenómenos de Transporte I Resolver los siguientes ejercicios: 1. Durante el invierno las superficies interior y exterior de una ventana de vidrio de 0.5 cm de espesor y de 2 m x 2 m están a 10°C y 3°C, respectivamente. Si la conductividad térmica del vidrio es 0.78 W/m·°C, determine la cantidad de pérdida de calor, en kJ, a través de él durante un periodo de 5 horas. ¿Cuál sería su respuesta si el vidrio tuviera 1 cm de espesor? 2. Una cacerola de aluminio cuya conductividad térmica es 237 W/m·°C tiene un fondo plano con un diámetro de 15 cm y un espesor de 0.4 cm. Se transfiere calor de manera estacionaria a través del fondo, hasta hervir agua en la cacerola, con una razón de 1400 W. Si la superficie interior del fondo de la cacerola está a 105°C, determine la temperatura de la superficie exterior de ella. 3. Un medidor de flujo de calor sujeto a la superficie interior de la puerta de un refrigerador que tiene 3 cm de espesor indica que se tiene un flujo de 32 W/m2 a través de esa puerta. Asimismo, se miden las temperaturas de las superficies interior y exterior de la puerta y resultan ser 7°C y 15°C, respectivamente. Determine la conductividad térmica de la puerta del refrigerador. 4. Considere una lámpara incandescente de 150 W. El filamento de la lámpara tiene 5 cm de largo y el diámetro es de 0.5 mm. El diámetro del bulbo de vidrio de la lámpara es de 8 cm. Determine el flujo de calor, en W/m2, a) sobre la superficie del filamento y b) sobre la superficie del bulbo de vidrio, y c) calcule cuánto costará por año mantener esa lámpara encendida durante 8 horas al día, todos los días, si el costo unitario de la electricidad es de 0.08 dólar/kWh. 5. ¿Qué flujo de calor es necesario hacer pasar a través de una barra circular de madera de 5 cm de diámetro y 10 cm de longitud, cuya temperatura en sus extremos es de 50 °C y 10 °C? La conductividad térmica de la madera es k = 0,20W/m.°C. La barra está aislada por sus caras laterales.
