5 ejemplos de preguntas sobre transferencia de calor
1. Dos varillas P y Q del mismo tamaño pero de diferente tipo de metal están unidas como se muestra en la figura siguiente. Si el coeficiente de conductividad térmica de P es el doble del coeficiente de conductividad térmica de Q, entonces la temperatura en la interfaz entre P y Q es...
A. 600 oC
B. 200 ° C
C. 100 ° C
D. 90 ° C
E. 60 ° C
Discusión
Se sabe que:
Dos varillas P y Q tienen el mismo tamaño.
El coeficiente de conductividad térmica P es el doble del coeficiente de conductividad térmica Q.
La temperatura del extremo de la varilla P es 90 ° , la temperatura del extremo de la varilla Q es 0 ° y la temperatura entre las varillas P y Q es T.
Pregunta: Temperatura en el plano límite P y Q
Respuesta :
La fórmula para la tasa de transferencia de calor por conducción :
Descripción: Q/t = tasa de transferencia de calor, k = conductividad térmica, A = área de la sección transversal, T 1 = temperatura alta, T 2 = temperatura baja, l = longitud del objeto.
Dos varillas P y Q tienen el mismo tamaño, por lo que el área de la superficie (A) y la longitud (l) desaparecen de la ecuación. La ecuación anterior se transforma en:
El coeficiente de conductividad térmica P es el doble del coeficiente de conductividad térmica Q. La ecuación anterior se transforma en:
La temperatura en la punta de la varilla P es de 90 °C , la temperatura en la punta de la varilla Q es de 0 °C y la temperatura entre las varillas P y Q es T. La ecuación anterior se transforma en:
La temperatura en el plano límite entre P y Q es de 60 ° C.
La respuesta correcta es E.
2. Las varillas A y B tienen la misma área de sección transversal y longitud. Si el coeficiente de conductividad de la varilla A es igual a 1/4 del coeficiente de conductividad de la varilla B, entonces ambas se calientan en un extremo y ambas experimentan el mismo cambio de temperatura. Entonces, la relación de la tasa de transferencia de calor de la varilla A y la varilla B es…
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 1 : 1
D. 2 : 1
E. 4 : 1
Discusión
Se sabe que:
Área de la sección transversal de la varilla A (A) = área de la sección transversal de la varilla B (A)
Longitud de la varilla A (l) = longitud de la varilla B (l)
Coeficiente de conductividad de la varilla A (k) = 1/4 veces el coeficiente de conductividad de la varilla B (1/4 k)
Cambio de temperatura de la barra A (ΔT) = cambio de temperatura de la barra B (ΔT)
Se busca: Comparación de las velocidades de transferencia de calor de la varilla A y la varilla B.
Respuesta :
La fórmula para la tasa de transferencia de calor por conducción:
Descripción: Q/t = tasa de transferencia de calor, k = conductividad térmica, A = área de la sección transversal, T 2 = temperatura alta, T 1 = temperatura baja, l = longitud del objeto.
El área de la sección transversal es la misma, la longitud de la varilla es la misma, el cambio de temperatura es el mismo.
La respuesta correcta es E.
3. Dos varillas metálicas A y B del mismo tamaño tienen cada una un coeficiente de conductividad de 2k y k respectivamente.
Ambos están conectados entre sí y los extremos libres están sometidos a una temperatura como se muestra en la figura.
La temperatura (T) en la unión metálica A y B es...
A. 80 ° C
B. 100 ° C
C. 120 ° C
D. 150 ° C
E. 160 ° C
Discusión
Se sabe que:
Dos varillas metálicas A y B son del mismo tamaño.
El coeficiente de conductividad del metal A = 2k
Coeficiente de conductividad del metal B = k
Temperatura de la punta metálica A = 210 ° C
Temperatura de la punta metálica B = 30 ° C
Se busca: Temperatura (T) en las uniones metálicas A y B.
Respuesta :
La fórmula para la tasa de transferencia de calor por conducción :
Descripción: Q/t = tasa de transferencia de calor, k = conductividad térmica, A = área superficial, T 1 -T 2 = cambio de temperatura, l = longitud de la varilla
Dos varillas metálicas A y B tienen el mismo tamaño, por lo que el área de la superficie (A) y la longitud (l) de las varillas se eliminan de la ecuación.
La respuesta correcta es D.
4. Dos varillas conductoras de la misma longitud y sección transversal están conectadas entre sí como se muestra en la figura siguiente. El coeficiente de conductividad térmica de la segunda varilla conductora es igual al doble del coeficiente de conductividad térmica de la primera. Si la primera varilla se calienta de manera que T₁ = 100 ° C y T₂ = 25 ° C, entonces la temperatura en la unión (T) es...
A. 30 oC
B. 35 ° C
C. 40 ° C
D. 45 ° C
E. 50 ° C
Discusión
Se sabe que:
Dos varillas metálicas A y B son del mismo tamaño.
Coeficiente de conductividad de la varilla I = k
Coeficiente de conductividad de la varilla II = 2k
Temperatura de la punta de la varilla I = 100 ° C
Temperatura de la punta de la varilla II = 25 ° C
Pregunta: Temperatura en las uniones de las varillas I y II
Respuesta :
La fórmula para la tasa de transferencia de calor por conducción:
Descripción: Q/t = tasa de transferencia de calor, k = conductividad térmica, A = área superficial, T 1 -T 2 = cambio de temperatura, l = longitud de la varilla
Temperatura en el plano límite P y Q:
Dos varillas metálicas A y B tienen el mismo tamaño, por lo que el área de la superficie (A) y la longitud (l) de las varillas se eliminan de la ecuación.
La respuesta correcta es C.
5. Tres varillas metálicas diferentes, A, B y C, pero que tienen la misma longitud y área de sección transversal, están conectadas entre sí como se muestra en la imagen a continuación.
Alta conductividad 4 kA = 2 kB =kC y T1 = 100oC y T4 = 20oC entonces la temperatura T2 y T3 es…
A. T 2 = 54,26 ° C, T 3 = 31,4 ° C
B. T 2 = 31,4 ° C, T 3 = 54,26 ° C
C. T 2 = 32,4 ° C, T 3 = 54,26 ° C
D. T 2 = 56,26 ° C, T 3 = 31,4 ° C
E. T 2 = 54,26 ° C, T 3 = 30,4 ° C
Discusión
Se sabe que:
T1 = 100 ° C
T 4 = 20 ° C
4 k A = 2 k B = k C
Si k C = 4, k B = 2, k A = 1
Preguntado: T 2 y T 3
Respuesta :
La fórmula para la transferencia de calor por conducción:
Informacion:
Q/t = tasa de transferencia de calor, k = conductividad térmica, A = área de la sección transversal, T 1 = temperatura inicial, T 2 = temperatura final, l = longitud de la varilla.
La longitud (l) y el área de la sección transversal (A) son iguales, por lo que se eliminan de la ecuación.
Utilice esta ecuación para calcular la temperatura.
Consideremos las varillas metálicas A y B.
Consideremos las varillas metálicas B y C.
Elimine la ecuación 1 y la ecuación 2:
Calcula T2 usando la ecuación 1:
La respuesta correcta es A.
Fuente de la pregunta:
Preguntas del examen nacional de física para la escuela secundaria superior/escuela secundaria vocacional
