EjerciciosFyQ

[P(3606)] Tiempo necesario para calentar un litro de agua (8589)

F_y_Q — 2026-01-05T06:10:42Z

Si haces clic en este enlace puedes ver el enunciado y la resolución del problema que se resuelve en el vídeo.

Conducción del calor en una barra de acero con generación interna (8445)

F_y_Q — 2025-04-21T02:56:59Z

Una barra cilíndrica de acero inoxidable (AISI 304) de 10 cm de diámetro y 50 cm de longitud genera calor internamente a una tasa uniforme de . La superficie lateral de la barra está perfectamente aislada térmicamente, y sus dos extremos se mantienen a una temperatura constante de mediante un sistema de refrigeración. La conductividad térmica del acero inoxidable (AISI 304) a la temperatura de interés es de .

Determina:

a) La distribución de temperatura a lo largo de la barra en función de la posición axial.

b) La temperatura máxima en la barra y la ubicación donde se produce.

c) El flujo de calor en cada uno de los extremos de la barra.

a) Como la superficie lateral de la barra está aislada, solo consideras la dirección axial «x». La ecuación de conducción de calor en estado estacionario con generación interna de calor en coordenadas unidimensionales, para el eje axial «x» es:

donde «T(x)» es la temperatura en función de la posición axial «x», la tasa de generación de calor por unidad de volumen es y la conductividad térmica del acero es .

Integras la ecuación diferencial para obtener la distribución de temperatura, lo que puedes hacer en dos pasos.

Primera integración:

Segunda integración:

Para calcular las constantes de integración y debes aplicar las condiciones de contorno del problema:

1. Si x = 0, T(0) = 323 K:

2. Si x = 0.5 m, T(0.5) = 323 K y sustituyendo también :

Sustituyes los valores de las constantes que has calculado en la ecuación de la segunda integral y tienes la ecuación de la distribución de la temperatura:

b) Para determinar dónde se produce la temperatura máxima debes igualar a cero la derivada de la ecuación que has obtenido:

La temperatura máxima la obtienes al sustituir por el valor de «x» en la ecuación de la distribución de temperatura:

c) El flujo de calor se calcula en los extremos lo calculas mediante la ley de Fourier:

El área de la sección transversal de la barra es:

El flujo de calor para «x = 0» es:

El flujo de calor para «x = 0.5» lo obtienes de manera análoga. Los dos primeros términos son constantes, por lo que puedes escribir el producto de ellos directamente:

El flujo de calor en los extremos es el mismo, aunque de signo contrario. La diferencia entre ambos valores es muy pequeñas y se debe a las aproximaciones hechas durante los cálculos.

[P(8429)] Temperatura final de una mezcla de hielo, vapor y agua (8430)

F_y_Q — 2025-04-02T03:25:48Z

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Calorimetría: temperatura final y masa de agua líquida en un sistema homogéneo a distinta temperatura (8429)

F_y_Q — 2025-04-01T03:33:36Z

Un recipiente adiabático contiene 1 kg de agua a . Se añaden 200 g de hielo a y 100 g de vapor de agua a al sistema. Suponiendo que no hay pérdidas de calor al entorno, determina la temperatura final de equilibrio del sistema y la cantidad de agua líquida presente en el estado final.

Datos: ; ; ; ;

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

[P(1175)] Masa de agua necesaria para fundir una masa de hielo (8388)

F_y_Q — 2025-02-16T05:48:36Z

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[P(1165)] Trabajo de expansión de un gas contra una presión (8387)

F_y_Q — 2025-02-14T03:29:47Z

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[P(1176)] Calor necesario para fundir una masa de hielo (8386)

F_y_Q — 2025-02-11T09:09:47Z

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Calor específico de un material desconocido que se pone en contacto agua a distinta temperatura (8394)

F_y_Q — 2025-02-10T04:51:35Z

Un trozo de material «X», que tiene una masa igual a 27.305 g, se calienta hasta y se sumerge luego en de agua a . Si la temperatura final del sistema es , determina el calor específico del material «X».

;

Cuando se ponen en contacto el metal caliente y el agua fría se produce una transferencia de calor desde el metal hasta el agua. El calor que cede el metal, que lo debes considerar negativo, tiene que ser el mismo que el calor que absorbe el agua, que lo consideras positivo. Como es un calor de calentamiento o enfriamiento usas la expresión:

Teniendo en cuenta el criterio de signos indicado, puedes escribir la ecuación:

Como conoces todos los datos, sustituyes y calculas. Fíjate que puedes hacer el cambio de unidad del volumen de agua a masa usando la densidad:

[P(1166)] Temperatura final del agua al sumergir un trozo de aluminio caliente (8385)

F_y_Q — 2025-01-31T05:39:51Z

Para ver otro modo de resolver el problema y la solución del problema resuelto en el vídeo clica en este enlace.

[P(508)] Variación de la temperatura de un volumen de agua que se calienta (8192)

F_y_Q — 2024-04-24T03:25:01Z

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