Biofísica UBA XXI Final Dic 19 T1 – 10 Termodinámica

10. Un horno tiene una puerta de 10.000 cm² de superficie y 5 cm de espesor, su constante de conductividad térmica es 0,1 cal/(m.s.°C). Si la temperatura interior es 480 K y la temperatura exterior es de 20°C, ¿qué cantidad de calor se pierde por la puerta en una hora de cocción? Exprese el resultado en Kcal.

Q/t = k A ΔT / e  ( Ley de Fourier)

donde

Q = calor transmitido

t = tiempo = 1 hora = 3.600 seg

k = conductividad térmica de la puerta = 0,1 cal/(m seg ºC)

A = área de la puerta = 10.000 cm²  = 1 m²

ΔT = variación de la temperatura = Ti – Te

Ti = temperatura interior = 480 K – 273 = 207 ºC

Te = temperatura exterior = 20 ºC

e = espesor = 5 cm = 0,05 m

reemplazando y despejando Q

Q = k A ΔT t / e = 0,1 cal/(m seg ºC) 1 m²  (207 ºC – 20º C) 3.600 s / 0,05 m = 1.346,4 kcal