Conducción de la transferencia de calor: problemas y soluciones.
1. Dos metales tienen el mismo tamaño pero son de diferente tipo. La conductividad térmica de P es el doble de la conductividad térmica de Q. ¿Cuál es la temperatura entre los dos metales, como se muestra en la figura a continuación?
Conocido :
k Q = k
k P = 2k
Se busca: Diferencia de temperatura entre los dos metales
solución:
La ecuación de la conduccion de calor :
Q/t = Tasa de conducción de calor, k = conductividad térmica, A = Área de la sección transversal del objeto, T1 = alta temperatura, T2 = baja temperatura, l = la longitud del metal.
Temperatura = 60 oC.
2. El metal A y el metal B tienen la misma longitud y la misma área de sección transversal. Si la conductividad térmica del metal A = ¼ veces la conductividad térmica del metal B. Ambos metales se calientan en su extremo y el cambio de temperatura de ambos metales es el mismo. La relación de la tasa de conducción de calor del metal A al metal B.
Conocido :
La sección transversal de A(A) = La sección transversal de B(A)
La longitud de A (l) = la longitud de B (l)
La conductividad térmica del metal B (kB) = k
La conductividad térmica del metal A (kA) = ¼ k
El cambio de temperatura del metal A (ΔT) = el cambio de temperatura del metal B (ΔT)
Querido: La relación de la tasa de conducción de calor
solución:
La ecuación de la conducción del calor:
Q/t = la velocidad de conducción del calor, k = conductividad térmica, A = el área de sección transversal, T2 = altas temperaturas, T1 = baja temperatura, l = longitud de metal
3. Dos metales, A y B, tienen el mismo tamaño. La conductividad térmica del metal A = 2k y la conductividad térmica del metal B = k.
Como se muestra en la figura siguiente, los extremos de ambos metales tienen temperaturas diferentes.
¿Cuál es la temperatura entre ambos metales?
Conocido :
Dos metales, A y B, tienen el mismo tamaño.
La conductividad térmica del metal A = 2k
La conductividad térmica del metal B = k
La temperatura de un extremo del metal A = 210oC
La temperatura de un extremo del metal B = 30oC
Querido: Temperatura entre los metales A y B
solución:
La ecuación de la tasa de conducción de calor:
Q/t = la velocidad de conducción del calor, k = la conductividad térmica, A = el área de sección transversal, T1-T2 = el cambio de temperatura, l = longitud de metal
La temperatura entre P y Q:
4. Dos metales tienen el mismo tamaño. La conductividad térmica del metal II = 2 veces la conductividad térmica del metal I. Si se calienta un extremo del metal I de modo que T1 = 100 oC y un extremo del metal II se calientan de modo que T2 = 25 oC, entonces ¿cuál es la temperatura entre ambos metales?
Conocido :
La conductividad térmica del metal I = k
La conductividad térmica del metal II = 2k
La temperatura en un extremo del metal I = 100oC
La temperatura en un extremo del metal II = 25oC
Querido: Temperatura entre los metales I y II
solución:
La ecuación de la conducción del calor:
Q/t = la velocidad de conducción del calor, k = la conductividad térmica, A = el área de sección transversal, T1-T2 = el cambio de temperatura, = la longitud del metal
Temperatura entre ambos metales:
La temperatura entre el metal I y II es de 50oC.
5. Se combinan varillas metálicas del mismo tamaño, pero hechas de metales diferentes, como se muestra en la figura siguiente. Si la conductividad térmica del metal I es 4 veces la conductividad del metal II, entonces la temperatura en la unión de los dos metales es…
Conocido :
Tla conductividad térmica del metal I = 4k
Tla conductividad térmica del metal I =k
La temperatura de un extremo del metal I = 50oC
La temperatura de un extremo del metal II = 0oC
Querido: la temperatura en la unión de los dos metales
solución:
La ecuación de la conducción de calor:
Q/t = la velocidad de conducción del calor, k = conductividad térmica, A = el área de sección transversal, T2 = altas temperaturas, T1 = baja temperatura, T1-T2 = El cambio de temperatura, l= longitud de metal
Ambos metales tienen el mismo tamaño, por lo que A e I se eliminan de la ecuación:
6. La siguiente figura muestra diferentes varillas metálicas A y B conectadas en un extremo.
El área de la sección transversal de ambas varillas es la misma, pero la longitud de A es el doble que la de B y el coeficiente de conductividad térmica de A es 3 veces mayor que el de B. Si los extremos libres A y B se someten a temperaturas diferentes, la temperatura en la unión es…
Conocido :
Tla conductividad térmica del metal A = 3k
Tla conductividad térmica del metal B =k
Longitud del metal A = 2l
Longitud del metal B = l
La temperatura de un extremo metálico A = 100oC
La temperatura de un extremo metálico B = 40oC
Querido: La temperatura en la unión
solución:
La ecuación de la conducción de calor:
Q/t = la velocidad de conducción del calor, k = conductividad térmica, A = el área de sección transversal, T2 = altas temperaturas, T1 = baja temperatura, T1-T2 = El cambio de temperatura, l= longitud de metal
Ambas varillas tienen el mismo tamaño, por lo que A se elimina de la ecuación.
